Project R-16116
Titel
Foto-elektrochemische reforming en waterstofproductie met geavanceerde BiVO4 fotoanoden (Onderzoek)
Abstract
Dit onderzoek richt zich op de ontwikkeling van een efficiënt foto-elektrochemisch (PEC) systeem dat geavanceerde BiVO4-fotoanodes en een CoP/nikkel-schuim (NF) kathode benut voor de gelijktijdige opwerking van plastic afval en waterstofproductie. Om ladingsrecombinatieverliezen te minimaliseren, worden BiVO4-fotoanodes ontworpen met een SnO2-elektronentransportlaag, een NiO-gatextractielaag en NiFeOOH-co-katalysatoren. Door zuurstofvacatures in NiO te reguleren en de Ni- en Fe-samenstelling van NiFeOOH te optimaliseren, beoogt de structuur een fotostroomdichtheid van bijna 6 mA/cm2 en een stabiliteit van meer dan 24 uur. De integratie van een CoP/NF-kathode met de BiVO4-fotoanode maakt selectieve opwerking van plastic afval mogelijk tot hoogwaardige producten, met name mierenzuur, met een selectiviteit en faradische efficiëntie van bijna 95%, terwijl waterstofevolutie aan de kathode wordt bevorderd. Deze dubbele functionaliteit verhoogt de energieconversie-efficiëntie aanzienlijk ten opzichte van conventionele BiVO4-gebaseerde fotoanodes. Uitgebreide materiaalkarakterisering en PEC-analyses met spectroscopische en chromatografische technieken verschaffen cruciale inzichten in ladingsoverdracht, reactieselectiviteit en stabiliteit. Door uitdagingen in ladingstransport, selectiviteit en efficiëntie aan te pakken, draagt dit onderzoek bij aan de vooruitgang van PEC-technologie voor duurzame energieconversie en afvalvalorisatie.
Periode
01 november 2025 - 31 oktober 2029