Project R-9087

Titel

Onthulling van de defectchemie van gedopeerde Zink oxide halfgeleiders met het oog op verbeterde fotokatalyse voor waterstofproductie

Abstract

De zon is een toegankelijke en hernieuwbare energiebron. Haar energie kan opgevangen, omgezet en opgeslagen worden, bijvoorbeeld in een chemische binding. Waterstof (H2) is erg geschikt voor energieopslag omdat de energie gemakkelijk kan vrijgesteld worden met enkel zuiver water als product. De conversie van zonne-energie in H2 via splitsen van water is daarom één van de meest veelbelovende opties voor zuivere technologie. Het splitsen van water (in zuurstof en waterstof) is maar efficient mits gebruik van een katalysator. Fotokatalysatoren absorberen zonlicht en zetten die energie om in reactieve species die vervolgens de watersplitsing vergemakkelijken. ZnO is één van de meest geschikte fotokatalysatoren voor velerlei toepassingen. Echter, om ZnO te kunnen gebruiken in waterstofgeneratie, moeten de stabiliteit in water evenals de absorptie in het zichtbare deel van het zonnespectrum verbeterd worden. De teams in Hasselt en Namen bundelen hun complementaire expertise en pakken deze knelpunten aan. Ze zullen dopant ionen introduceren in ZnO nanodeeltjes en bestuderen hoe dit defecten genereert in de elektronische structuur die de opname van zichtbaar licht doen toenemen (UH). Voorts worden de gedopeerde nanodeeltjes in een poreuze matrix ingebracht wat de stabiliteit en de toegankelijkheid van actieve plaatsen ten goede komt (UN). Gezamenlijk beschikken de teams over een ongeëvenaard set van technieken en expertise om te kunnen focussen op tot nogtoe onbeantwoorde wetenschappelijke vragen, waaronder het 'tot op het atoom' ontrafelen van de relatie tussen synthese - positie van dopant - effect van dopant - katalysator structuur en performantie.

Periode

01 oktober 2018 - 30 september 2022