Microwave-assisted hydrothermal synthesis of nanostructured Nb-modified hematite photoanode for solar water splitting

  • Autor
  • Brenda Raffaela de Lima
  • Co-autores
  • Flavio Leandro de Souza
  • Resumo
  •  

    Photoelectrochemical cells (PEC) have been considered the most direct manner to produce clean fuel by converting sunlight into chemical energy [1]. In this work, pristine and Niobium (Nb)-modified hematite thin films were designed over fluorine-doped tin oxide glass substrate (FTO) using a low-cost microwave-assisted hydrothermal process [2]. X-ray diffraction analysis confirmed the formation of hematite (?-Fe2O3) phase for all synthesized photoelectrodes. The comparison between pristine and Nb-modified hematite thin film performance revealed an enhancement in photocurrent density from 0.4 mA cm-2 to 1.2 mA cm-2 at 1.23 VRHE, respectively. The incorporation of Nb probably increased the photogenerated charge separation efficiency by suppressing some of the interfacial defects favoring the electron transport through the nanostructure. Moreover, modifying the surface with deposition of a cocatalyst showed an expressive enhancement in the photoelectrochemical response of Nb-modified hematite thin films reaching 1.64 mA cm-2 at 1.23 VRHE. The present finding shows a low-cost and simple way to engineer the nanostructured hematite thin film for enhanced solar water splitting application.

    Acknowledgments:

    The authors gratefully acknowledge support from CAPES, CNPQ, and FAPESP (São Paulo Research Foundation, Grant Number 13/07296-2, 17/02317-2, 17/11986-5, 19/24394-4).

     

    Reference:

    [1] J. Li, H. Chen, C.A. Triana, G.R. Patzke, Angew Chemie Int Ed vol. 60, no. 34, pp. 18380–18396, (2021).

    [2] A. L. M Freitas, W. M. Carvalho, F.L. Souza,  J. Mater. Res., vol. 30, no. 23, pp. 3595–3604, (2015).

     

  • Palavras-chave
  • Hematite, Hydrothermal, Photoelectrochemical, Water Splitting
  • Modalidade
  • Pôster
  • Área Temática
  • Nanociências & Nanotecnologia
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Bem-vindo(a) aos Anais do VII NanoMat, evento organizado pela Pós-graduação em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC) com o intuito de reunir e debater trabalhos desenvolvidos por alunos e pós-doutorandos em Materiais e áreas afins.

13/12/2022

(11:00 às 16:15)

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14/12/2022

(8:30 às 17:45)

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Os resumos podem ser submetidos tanto em inglês quanto em português e serão avaliados pela comissão científica quanto a forma, conteúdo e pertinência de apresentação. Todos os resumos foram avaliados de modo ad-hoc.

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