Project

Een op Covalent Organische Roosters gebaseerde Z-schema photoelektrokatalytische cell voor totale water splitsing.

Looptijd
01-01-2021 → Lopend
Financiering
Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen (FWO)
Onderzoeksdisciplines
  • Natural sciences
    • Nanochemistry
    • Catalysis
    • Photochemistry
    • Sustainable chemistry not elsewhere classified
  • Engineering and technology
    • Materials synthesis
Trefwoorden
COF covalent organisch rooster water splitsing fotokatalyse
 
Projectomschrijving

Het splitsen van water in zuurstof en waterstof door gebruik te maken van het zonlicht is één van de meest duurzame manieren om waterstof (energie) te maken. Jammer genoeg is dit geen gemakkelijk proces. Het is thermodynamisch niet gunstig. De bandkloof die nodig is om beide reacties (oxidatie en reductie) tegelijkertijd door te voeren is zo hoog dat slechts het meest energetische licht van de zon gebruikt kan worden. Dit kan verholpen worden door de constructie van een Z-schema fotoelektrokatalytische cel (PEC). In een dergelijke cel wordt de ene excitatie in het UV licht vervangen door TWEE excitaties in het zichtbare licht. Samen wordt dan ook die bandkloof overbrugd. De huidige cellen lijden onder weinig stabiele, dure en toxische elektroden met een lage efficiëntie. Covalent Organische Roosters (COF) zijn een vrij nieuwe uitvinding (2005). Het zijn hoog-poreuze, kristallijne en lichte organische roosters, die alleen bestaan uit C, H en N. Ze zijn bijzonder stabiel in allerhande condities, zo ook in zuur en basisch water. De hoge porositeit garandeert een intiem contact tussen de fotoanode en de fotokathode. Wij zullen een Z-scheme PEC cell ontwikkelen waarin zowel de kathode als de anode uit COFs bestaan. Door de functionele groepen in de COFs aan te passen, kunnen we zowel p-type als n-type halfgeleiders maken. De uiteindelijke cel wordt vergeleken met de huidige stand van de technologie. Ze zouden een "zonnerendenement" van meer dan 10% moeten opleveren.