Materiale pe bază de CdxZn1-xS utilizate ca fotocatalizatori activi în vizibil pentru producerea hidrogenului

Abstract

Creşterea populaţiei la nivel global împreună cu dezvoltarea tehnologiei şi energiei utilizate, are ca şi consecinţă poluarea tot mai mare a mediului şi implicit consumul tot mai mare a combustibililor fosili. Având în vedere cele menţionate, noi resurse de energie sunt necesare, în acest sens hidrogenul reprezentând potenţial mare de utilizare în viitorul apropiat. Hidrogenul poate fi produs dintr-o varietate de materii prime. Acestea includ gazele naturale şi cărbunele, precum şi resursele regenerabile, cum ar fi bioamasa şi apa, sub influenţa altor energii regenerabile (lumina soarelui, energia eoliană, sau hidro-energia). În această lucrare s-a urmărit obţinerea hidrogenului prin descompunerea fotocatalitică a apei, avantajul metodei faţă de restul fiind utilizarea a două resurse naturale, nepoluante, apa şi lumina solară, iar produsul obţinut (hidrogenul) nu este însoţit de alţi coproduşi. Direcţiile studiului doctoral au urmărit realizarea următoarelor obiective: folosirea unei surse de Zn neutilizate până acum în procesul de descompunere fotocatalitică a apei cu semiconductori de tip CdxZn1-xS, sinteza şi caracterizarea materialelor de tip CdxZn1-xS cu abilitatea de a obţine hidrogen, conceperea unei instalaţii de testare a hidrogenului şi cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de sinteză (concentraţia de Zn, temperatura şi durata tratamentului termic, prezenţa catalizatorului şi a stabilizatorului organic) asupra producţiei de hidrogen. Toate materialele obţinute au fost tratate hidrotermal şi caracterizate prin difracţia razelor X (XRD), spectroscopia UV-Vis (UV-VIS), spectroscopia Raman, microscopia electronică de baleaj (SEM), microscopia electronică de transmisie (TEM), spectroscopia de raze X cu dispersie de energie (EDAX), spectrometrie de fluorescenţă, metoda Brunauer-Emmet-Teller (BET) şi gaz-cromatografie (GC).