Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

fotoelektrokatalízis, fotokatód, napelem

A kutatócsoportunkban olyan anyagokat kombináltunk össze, melyek külön-külön is fotoaktívak. A szerves vezető polimerek közül eddig polipirrolba (Ppy) és poli-(3,4- etilén-dioxi-tiofén)-be (PEDOT) építettünk be vas-oxalátot elektrokémiai úton. A kompozit filmek megvilágítása során a megvilágítás nélkül észlelthez képest eltérő ciklikus voltammogramokat kaptunk, amik a filmek fotokatalitikus tulajdonságaikra utalnak. Stacionárius méréseink során megfigyelhető, hogy a megvilágítás kikapcsolása után az áram a kezdetben beállt értékhez tart. A megvilágítás többszöri be- és kikapcsolásával a fotoáramok 5-6%-os kísérleti hibán belül állandónak adódtak. A stacionárius fotoáramot meghatározó méréseinket különböző oldott oxigén koncentrációknál is elvégeztük, és így megkaptuk a stacionárius kalibrációs görbénket. Az eredményeink alapján egyértelműen megállapítható, hogy az oldott oxigén koncentráció és a mért fotoáram között lineáris kapcsolat van. A PEDOT/vas-oxalát kompozit elektród ilyen módon foto-elektrokémiai szenzorként alkalmas lehet vizes oldatok oxigéntartalmának detektálására és mérésére. A mágneses tulajdonságú nanorészecskék vezető polimerbe történő beépítésével szintetizált rétegeket elektródokként alkalmazva tanulmányoztuk foto-elektrokatalitikus hatásukat az oxigén- és a hidrogén-peroxid redukciós folyamatokra. Bizonyítottuk, hogy a fény hatása nem a redukciós mechanizmus váltásában, hanem az oxigén és fénnyel gerjesztett vezető polimer kölcsönhatásából kialakuló intermedier, a hidrogén-peroxid bontásában. Titán-dioxid nanocsőköteg polimerrel történő borítása során a jövőben a napelemekben alkalmazható katalizátort készítettünk. A kompozit az ultraibolya és a látható tartományban is elnyeli a fényt, így alkalmas lehet a Nap energiájának szélesebb tartományban való hasznosítására.