Аннотация:Фотоэлектрохимическое разложение воды – один из перспективных методов получения «зеленого» водорода. Этот метод основан на генерации активных носителей при освещении полупроводникового электрода, находящегося в контакте с раствором электролита. Фотоиндуцированные носители переносятся через границу раздела электрод/раствор и вступают в электрохимическую реакцию (например, окисляют воду). Гематит α-Fe2O3 является одним из самых перспективных материалов фотоанодов ввиду подходящей ширины запрещенной зоны и высокой стабильности в щелочных растворах в условиях фотоэлектрохимической реакции. Кроме того, гематит является удобным модельным объектом для изучения влияния различных факторов на кинетику фотоэлектрохимических реакций.
Зачастую материалы фотоанодов демонстрируют достаточно низкие скорости межфазного переноса заряда в многостадийных фотоэлектрохимических процессах, таких как выделение кислорода из воды. В этих случаях широкое распространение получила стратегия модификации поверхности фотоанодов слоями или наночастицами сокатализаторов – например, электрокатализаторов реакции выделения кислорода для фотоанодов. Как правило, нанесение сокатализаторов приводит к росту фотоэлектрохимической активности фотоанодов. Однако, причины увеличения активности на сегодняшний день не ясны, поскольку роль сокатализатора может состоять как в ускорении межфазного переноса заряда, так и в пассивации поверхности и подавлении рекомбинации носителей.
Целью настоящей работы является выявление роли сокатализаторов оксигидроксидов никеля и железа в реакции фотоэлектрохимического выделения кислорода на поверхности пленок гематита. В работе решаются задачи определения констант скорости переноса заряда и констант скорости рекомбинации для пленок гематита различной морфологии в присутствии и в отсутствие сокатализаторов.