Foto-elektrochemische cellen zijn veelbelovende hulpmiddelen voor de omzetting van zonlicht in brandstof, bijvoorbeeld water in waterstof of CO₂ in organische moleculen. Om dit te realiseren is een hoger rendement van de fotokathode nodig, vaak op basis van NiO. Een belangrijke vraag is de rol van watermoleculen geadsorbeerd op het NiO-oppervlak. Onderzoek naar de effecten van deze adsorptie is uitgevoerd door Kaijian Zhu, Ph.D. student in het team van dr. Annemarie Huijser, universitair hoofddocent bij de Photocatalytic Synthesis Group aan de Universiteit Twente. Het project is onderdeel van het Advanced Research Center Chemical Building Blocks Consortium (ARC CBBC; www.arc-cbbc.nl).

"In dit werk hebben we de door licht geïnduceerde processen bestudeerd die plaatsvinden op de fotokathode / elektrolyt-interface door geavanceerde ultrasnelle spectroscopie." We laten zien dat hydroxylgroepen gevormd aan het NiO / water-interface niet alleen de ladingsoverdracht tussen NiO en kleurstof bevorderen, maar ook de snelheid van ladingsrecombinatie verhogen. Beide processen zijn aanzienlijk langzamer wanneer de fotokathode wordt blootgesteld aan acetonitril, terwijl intermediair gedrag wordt waargenomen in lucht. Deze studie toont aan dat efficiëntere fotokathoden kunnen worden ontwikkeld door het aantal hydroxylgroepen aan het oppervlak te optimaliseren.

Het artikel "Dual Role of Surface Hydroxyl Groups in the Photodynamics and Performance of NiO-Based Photokathodes," is onlangs gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society . + Verder verkennen

Onderzoekers ontrafelen oppervlakte-hydroxylnetwerk op In2O3-nanodeeltjes