Hibrīda nanostrukturēto fotokatalītisko materiālu teorētiska prognoze efektīvai ūdens šķelšanai (2018.-2020.)

Projekta vadītājs Dr. Rer. Nat. Sergejs Piskunovs

Projekta galvenais izpildītājs Dr. Phys. Roberts Eglītis

Projekta izpildītāji:

  • Dr. Phys. Boriss Poļakovs
  • M. Sc. Edgars Butanovs
  • M. Sc. Aleksejs Gopejenko
  • B. Sc. Inta Isakoviča

Izpildes termiņš (gadi) 2018-2020

Projekta kopējais finansējums 199508 EUR

LZP FLPP Nr. lzp-2018/2-0083

Saules enerģijas izmantošana, lai pārvērstu ūdeni ūdeņradī, izmantojot efektīvu fotokatalīzi, ir galīgais mērķis “tīras enerģijas” sabiedrībai. Pašreizējā izpratne par procesiem, kas norisinās uz nanostrukturētā fotoelektroda virsmām, nav pietiekama, lai racionāli izstrādātu efektīvu fotoķīmisko reaktoru ūdens šķelšanai redzamas gaismas ietekmē. Elektronu enerģijas zonas struktūras inženierija hibrīda nanostrukturētajos pusvadītāju materiālos, kontrolējot to atomu sastāvu, ir daudzsološs veids, kā palielināt redzamās gaismas darbības efektivitāti. Šajā sakarā pirms laikietilpīgas un dārgas nanofotokatalizatora eksperimentālās sintēzes kopā ar spektroskopiskajiem un elektroķīmiskajiem mērījumiem, ir pamatoti veikt pilnīgu teorētisko modelēšanu, lai noteikt perspektīvo fotoelektrodu aizliegtās zonas starpstāvokļus un zonas malu pozīcijas. Šī projekta galvenais mērķis ir izstrādāt ticamu teorētisko pieeju, kuras pamatā ir lielā mēroga datormodelēšana, lai fundamentāli izprastu tādus faktorus kā sastāvs, atomu un elektronu struktūra un lādiņa pārneses procesi hibrīda nanostrukturētajos fotokatalizatoros, kas ir būtiski to tālākai sintēzei un eksperimentālajam raksturojamam. Šis projekts uzlabos efektivitāti, izturību un līdz ar to arī fotoķīmisko reaktoru izmaksas, kas ļaus efektīvi ražot ūdeņradi no ūdens.