Fotoelektrochemie

O skupině

Fotoelektrochemická skupina se zaměřuje na vývoj nové třídy multikomponentních hybridních systémů složených z centrálního materiálu, nejčastěji fotoaktivního polovodiče na bázi oxidů kovů (TiO2, α-Fe2O3, ZnO, WO3, BiVO4, atd), a materiálů na bázi uhlíku s řízeným tvarem a dimensionalitou (1D- nanotrubky, 2D-ultra tenké filmy, 3D-větvená nanoarchitekta atd.) Tyto materiály jsou fotokatalyticky a elektrokatalyticky vysoce aktivní a využitelné pro široké spektrum energetických a environmentálních aplikací zahrnující například štěpení vody, fotokatalýzu, fotoelektrokatalýzu nebo barvivem senzitizované solární články. Našim stěžejním přístupem je simultánní kombinace strategií jako je nanostrukturování, depozice ko-katalyzátorů, povrchová senzitizace, které jsou obvykle studovány odděleně, ale při jejich spojení a vzhledem k jejich synergickému efektu, dochází k výraznému navýšení (foto)-elektrokatalytické účinnosti. Jinými slovy nanostrukturované centrální materiály jsou kombinovány s jinými materiály a nanočásticemi se specifickou funkcionalitou, sloužící k např. optické sensitizaci (rozšířená absorpce ve viditelném spektru), zlepšení dynamiky fotogenerovaných nosičů náboje, zvýšení kinetiky povrchových oxidačně-redukčních reakcí – a tato interakce významným způsobem ovlivní foto-elektrokatatyltickou aktivitu celého kompozitního systému. Skupina disponuje špičkovým vybavením pro elektrochemický, fotoelektrochemický a fotokatalytický výzkum materiálů a vyvinutých hybridních nanostruktur.

 Key researchers



Významné výsledky - publikace

S. Kment, P. Schmuki, Z. Hubicka, L. Machala, R. Kirchgeorg, N. Liu, L. Wang, K. Lee, J. Olejnicek, M. Cada, I. Gregora, R. Zboril: Photoanodes with Fully Controllable Texture: The Enhanced Water Splitting Efficiency of Thin Hematite Films Exhibiting Solely (110) Crystal Orientation, ACS NANO vol. 9, iss. 7, pp. 7113-7123, 2017. Link
S. Kment, Z. Hubicka, J. Krysa, D. Sekora, M. Zlamal, J. Olejnicek, M. Cada, P. Ksirova, Z. Remes, P. Schmuki, E. Schubert, R. Zboril: On the improvement of PEC activity of hematite thin films deposited by high-power pulsed magnetron sputtering method, APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL vol. 165, pp. 344-350, 2017. Link
A. Naldoni, U. Guler, Z. Wang, M. Marelli, F. Malara, X. Meng, L. V. Besteiro, A. O. Govorov, A. V. Kildishev, A. Boltasseva, V. M. Shalaev: Broadband Hot-Electron Collection for Solar Water Splitting with Plasmonic Titanium Nitride, ADVANCED OPTICAL MATERIALS vol. 5, iss. 15, pp. 1601031, 2017. Link
A. Naldoni, V. M. Shalaev, M. L. Brongersma: Applying plasmonics to a sustainable future, SCIENCE vol. 356, iss. 6341, pp. 908-909, 2017. Link
H. Han, F. Riboni, F. Karlicky, S. Kment, A. Goswami, P. Sudhagar, J. Yoo, L. Wang, O. Tomanec, M. Petr, O. Haderka, C. Terashima, A. Fujishima, P. Schmuki, R. Zboril: α-Fe2O3/TiO23D hierarchical nanostructures for enhanced photoelectrochemical water splitting, NANOSCALE vol. 9, iss. 1, pp. 134-142, 2017. Link
K. Jayaramulu, J. Masa, O. Tomanec, D. Peeters, V. Ranc, A. Schneemann, R. Zboril, W. Schuhmann, R. A. Fischer: Nanoporous Nitrogen-Doped Graphene Oxide/Nickel Sulfide Composite Sheets Derived from a Metal-Organic Framework as an Efficient Electrocatalyst for Hydrogen and Oxygen Evolution, ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, pp. 1700451, 2017. Link
S. Kment, F. Riboni, S. Pausova, L. Wang, L. Wang, H. Han, Z. Hubicka, J. Krysa, P. Schmuki, R. Zboril: Photoanodes based on TiO2 and α-Fe2O3 for solar water splitting – superior role of 1D nanoarchitectures and of combined heterostructures, CHEM. SOC. REV. vol. 46, iss. 12, pp. 3716-3769, 2017. Link
K. Lee, A. Mazare, P. Schmuki: One-Dimensional Titanium Dioxide Nanomaterials: Nanotubes, CHEMICAL REVIEWS vol. 114, iss. 19, pp. 9385-9454, 2017. Link




Členové skupiny

JménoTitulE-mailTelefon
Ahn Hyo-JinPh.D.hyojin.ahn@upol.cz+420 585 63 4391
Barman TapanPh.D.tapan.barman@upol.cz+420 585 63 4385
Kment ŠtěpánIng., Ph.D.stepan.kment@upol.cz+420 585 63 4489
Kmentová HanaIng., Ph.D.hana.kmentova@upol.cz+420 585 63 4473
Kolleboyina Jaya RamuluPh.D.jayaramulu.kolleboyina@upol.cz+420 585 63 4391
Kulkarni Mukta VishwanathPh.D.muktavishwanath.kulkarni@upol.cz+420 585 63 4388
Naldoni AlbertoPh.D.alberto.naldoni@upol.cz+420 585 63 4489
Phukan Sarmah SmritakshiPh.D.smritakshi.phukansarmah@upol.cz+420 585 63 4388
Schmuki PatrikProf.patrik.schmuki@upol.cz
Urbanová VeronikaIng., Ph.D.veronika.urbanova@upol.cz+420 585 63 4474
Yalavarthi RambabuPh.D.rambabu.yalavarthi@upol.cz+420 585 63 4544