Laboratorium Fotoelektrochemii i Konwersji Energii Słonecznej
kierownik zespołu:
prof. dr hab. Jan Augustyński

O laboratorium

Zespół bada procesy fizyko-chemiczne związane z interakcją materiałów półprzewodnikowych i nanostruktur metalicznych ze światłem. Prace dotyczą w pierwszym rzędzie własności fotoelektrochemicznych cienkowarstwowych półprzewodnikowych elektrod tlenkowych.

Tego rodzaju elektrody, złożone np. z tlenku wolframu (WO3) lub z tlenku żelaza (Fe2O3), stosowane są do fotoelektrolizy wody jak również do rozkładu roztworów zanieczyszczonych związkami organicznymi. W obu przypadkach fotoelektroliza prowadzi do produkcji wodoru na katodzie. W wyniku absorpcji światła przez elektrody półprzewodnikowe proces fotoelektrolizy zachodzi przy napięciu niższym od teoretycznego napięcia rozkładu wody (1.23 V). Różnica pomiędzy efektywnym napięciem procesu fotoelektrolizy i napięciem elektrolizy (na nieoświetlonej elektrodzie) wyznacza wydajność konwersji energii świetlnej w energię chemiczną powstałego wodoru. Wydajność konwersji energii zależy od własności i sposobu przygotowania materiału półprzewodnikowego; w przypadku elektrod oświetlonych światłem słonecznym, wartość przerwy energetycznej (Eg) półprzewodnika powinna pozwolić na absorpcję znaczącej części widma widzialnego.

Wyposażenie laboratorium  
 
Synteza cienkowarstwowych półprzewodnikowych elektrod tlenkowych oparta jest na metodach zol-zel i „spray pyrolysis”.  Laboratorium dysponuje również zestawem aparatury do pomiarów foto-elektrochemicznych, obejmującym lampy ksenonowe i monochromator pozwalający na wyznaczanie wydajności kwantowej fotoreakcji, symulator światła słonecznego oraz diody laserowe. 
 
Wybrane publikacje 
 
Enhanced water splitting at thin film tungsten trioxide photoanodesbearing plasmonic gold–polyoxometalate particles.  R. Solarska, K. Bienkowski, S. Zoladek, A. Majcher, T. Stefaniuk, P. J. Kulesza, J. Augustynski, Angew. Chem. Int. Ed. 53 (2014) DOI: 10.1002/anie.201408374 
 

Microwave-assisted nonaqueous synthesis of WO3 nanoparticles for crystallographically oriented photoanodes for water splitting. S. Hilaire,  M.  J. Süess, N. Kränzlin, K. Bieńkowski, R. Solarska, J. Augustyński, M. Niederberger, J. Mater. Chem. A 2, 20530 (2014) 

Highly efficient water splitting by a dual-absorber tandem cell. J. Brillet, J-H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustyński, M. Graetzel, K. Sivula Nature Photonics 6, 824 (2012) cit. 77 

Highly stable efficient visible-light driven water photoelectrolysis system using nanocrystalline WO3 photoanode and methane sulfonic acid electrolyte. R. Solarska, R. Jurczakowski, J. Augustyński Nanoscale 4, 1553 (2012) cit. 25 

Silver nanoparticles-induced photocurrent enhancement at WO3 photoanodes. R.Solarska, A. Królikowska, J. Augustyński Angew. Chem. Int. Ed. 49, 7980 (2010) cit. 53 

Crystallographically oriented Mesoporous WO3 films: Synthesis, characterization, and applications. C. Santato, M. Odziemkowski, M. Ulmann,and J. Augustyński J. Am. Chem. Soc. 123, 10639 (2001) cit: 518 

Photoelectrochemical properties of nanostructured tungsten trioxide films. C. Santato, M. Ulmann and  J. Augustyński J. Phys. Chem. B 105, 936 (2001) cit: 285 

Highlight: Metal oxide photoanodes for solar hydrogen production. B. D. Alexander, P. J. Kulesza, I. Rutkowska, R. Solarska and J. Augustyński J. Mater. Chem. 18, 2298 (2008) (invited feature article) cit: 235  

Photoelectrochemical oxidation of water at transparent ferric oxide film electrodes. C. Jorand Sartoretti, B. D. Alexander, R. Solarska, I. A. Rutkowska and J. Augustyński, R. Cerny J. Phys. Chem. B, 109, 13685 (2005) cit: 204

 

Współpraca krajowa:
Współpraca zagraniczna:
  • Prof. Michael Graetzel, EPFL - École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Szwajcaria
  • Prof. Sanjay Mathur,Universität zu Köln, Niemcy
  • Prof. Markus Niederberger, ETH Zürich - Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Szwajcaria
  • Prof. Avner Rothschild, Technion - Israel Institute of Technology, Izrael
  • Prof. Kevin Sivula, EPFL - École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Szwajcaria

Aktualności

piątek, Styczeń 31, 2014 - 15:56

Prof. Jan Augustyński, kierownik Laboratorium Fotoelektrochemii i Konwersji Energii Słonecznej w CeNT  otrzymał akceptację NCN na prowadzenie badań w dziedzinie :...

środa, Listopad 21, 2012 - 15:17

Artykuł opublikowany w Nature Photonics opisuje działanie ogniwa słonecznego produkującego wodór w wyniku foto-elektrolizy wody.  Jest to tak zwane ogniwo tandemowe złożone z...

piątek, Czerwiec 1, 2012 - 09:38

30 maja 2012r. ogłoszono wyniki konkursu OPUS 2. Narodowe Centrum Nauki przyznało grant  prof. dr hab. inż. Janowi Augustyńskiemu na realizację projektu pt."...