Mezinárodní tým projektu GACR 21-0503K, vedený řešitelem Vítězslavem Straňákem, publikoval zásadní příspěvky materiálového výzkumu opticky polopropustných nanostrukturovaných povrchů se zvýšenou účinnosti fotokonverze. Dva nezávislé články byly zveřejněny v prestižních časopisech ACS Nano (IF 17,1) a Renewable and Sustainable Energy Review Energy (IF 15,9), shodou náhod, ve stejný den! Publikované práce jsou výsledkem dlouhodobé a intenzivní spolupráce projektového konsorcia, které se skládá z Laboratoře fyziky plazmatu a nanostruktur katedry fyziky PřF JU, týmu MFF UK Praha a zahraničních partnerů z Institute of Fluid-Flow Maschinery of Polish Academy of Sciences a Warsaw University of Technology.
Publikovaný materiálový výzkum v obou případech uplatňoval povrchy s TiO2 nanotrubicemi připravenými anodizací plazmově deponovaných vrstev Ti:X. Pro zvýšení míry fotokonverze, tj. „přeměny dopadajícího světla na elektrický proud", byl v jednom případě využit koncept komplexních nanostruktur nanesených na obou stranách skleněných substrátů opatřených vrstvami ITO, které slouží jako kolektor indukovaného fotoproudu. Ve druhém případě byl povrch TiO2 nanotrubic dekorován strukturami MXene Ti3C2Tx za účelem vytvoření heteropřechodu TiO2/ Ti3C2Tx. Unikátní konfigurace polovodičové struktury má za následek až desetinásobné zvýšení účinnosti fotokonverze.
Zvýšení účinnosti fotokonverze TiO2 nanotrubek dekorací Ti3C2Tx.
Struktury TiO2 nanotrubic nanesených na obě strany plochého substrátu s ITO sběrnými elektrodami.
Laboratoř fyziky plazmatu a nanostruktur (P. Sezemský, R. Šimerová, V. Straňák) spolu s pražským týmem (J. Hanuš a O. Kylián) stáli za přípravou základních matric, které byly polskými kolegy anodizovány s následnou analýzou materiálových vlastností nanostrukturovaných polovodičů. Projekt tematicky zapadá do konceptu Laboratoře fyziky plazmatu a nanostruktur, která se soustředí na plazma povrchové inženýrství a vývoj pokročilých nanomateriálů.
Odkazy na články:
D-S. Kouao, J. Hanus, O. Kylian, R. Simerova, P. Sezemsky, V. Stranak, K. Grochowska, K. Siuzdak, Double-sided semitransparent titania photoelectrode with enhanced ligh harvesting, Renewable and Sustainable Energy Reviews 197, (2024), 114390. (https://doi.org/10.1021/acsnano.4c00092)
D-S. Kouao, K. Grochowska, V. Stranak, P. Sezemsky, J. Gumieniak, A. Karmek, J. Kazzewski, E. Coy, J. Hanus, O. Kylian, M. Sawczak, K. Siuzdak, Laser-Treated MXene as an Electrochemical Agent to Boost Properties of Semitransparent Photoelectrode Based on Titania Nanotubes, ACS Nano. (2024) (https://doi.org/10.1021/acsnano.4c00092)
