Synthese einer photochemisch aktiven Komposit-Kathode<\/p>\n
Das Ziel der angestrebten Promotion ist die Darstellung nanostrukturierter Elektroden f\u00fcr die einzelnen Reaktionen einer photolytischen Wasserspaltung. Von zentraler Bedeutung ist dabei die ma\u00dfgeschneiderte Geometrie der Nanostruktur, an welcher die Umwandlung von Lichtenergie in den Brennstoff Wasserstoff effizient erm\u00f6glicht wird. Diese ma\u00dfgeschneiderte, systematisch variable Geometrie der Elektrode beeinflusst die Lichtabsorption und die Transportprozesse innerhalb der Elektrode entscheidend. Ebenso wichtig bei der Entwicklung neuartiger Nanomaterialien f\u00fcr die Kathode ist ihre Untoxizit\u00e4t und die leichte Verf\u00fcgbarkeit, weshalb als Basismaterialien Antimon(III)sulfid als intrinsischer Halbleiter und Lichtabsorber und Nickel(II)oxid als transparenter Elektronenleiter mit gro\u00dfer Bandl\u00fccke genutzt werden.Bisher lag der Fokus meiner Arbeit auf der Methodenentwicklung zur Darstellung der nanostrukturierten Membran als Basis der Photoelektrode. Diese wird durch die kontrollierte elektrochemische Oxidation von Aluminiumfolie in saurem Milieu dargestellt.Das Ergebnis der beiden direkt aufeinanderfolgenden Anodisationen ist eine Membran bestehend aus parallelen, zylindrischen Poren mit bestens einstellbarer Geometrie (Durchmesser D 20 \u0096 400 nm, L\u00e4nge L 0,5 \u0096 100 \u00b5m).Die dargestellte Membran wird im Anschluss mittels Atomlagenabscheidung (\u0084ALD\u0093, chemische Gasphasenabscheidung) beschichtet. An dieser Stelle ALD als Methode zu w\u00e4hlen, liegt an seiner Eignung auch por\u00f6se Substrate oberfl\u00e4chengetreu zu beschichten. Der ALD Prozess zeichnet sich durch die zu Grunde liegenden selbst-limitierenden Gas-Feststoffreaktionen zwischen Pr\u00e4kursoren und Reaktanten aus.Meine n\u00e4chsten beiden Arbeitsschritte werden die Atomlagenabscheidung von dem p-Halbleiter Nickel(II)oxid (NiO) durch die Oxidation von Di(ethylcyclopentadienyl)Nickel ((EtCp)2Ni) mit Ozon (O3) als Reaktant sein. Die einzustellende Schichtdicke liegt bei ca. 20 nm. Anschlie\u00dfend wird das Antimon(III)sulfid (Sb2S3) als intrinsischer Lichtabsorber mittels ALD abgeschieden, wobei die Reaktion von Tri(Dimethylamid)Antimon (Me2N)3Sb mit Schwefelwasserstoff (H2S) als Reaktant zu Grunde liegt. Die angestrebte Schichtdicke betr\u00e4gt ca. 10 nm. Die abschlie\u00dfend aufzubringende Platinschicht katalysiert die Wasserspaltungsreaktion. Elektrochemische Untersuchungen erfolgen mit Hilfe einer Testzelle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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