高效率光電化學分解水之氮化鉭電極研究

Translated title of the thesis: High-Efficiency Tantalum-Nitride Electrodes for Photoelectrochemical Water Splitting
  • 王 逸杰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本次研究以陽極氧化法搭配水熱法來製備n型半導體氮化鉭產氧電極,藉由X光繞射儀以及掃描式電子顯微鏡分析,發現其結構仍為斜方晶相奈米顆粒,並由這些奈米顆粒組成較大且具有階層狀孔洞之立方顆粒,另外,利用鈷元素的摻雜,氮化鉭電極能大幅提升光電流,這是由於內部形成p-n電場而改善電荷分離,減少電荷再結合發生,使得其光電化學反應之效能提升。 與一般陽極氧化法所製備出的氮化鉭電極不同,此結構具有孔洞的存在,因此能夠增加觸媒之表面積,但由於所形成的立方顆粒偏大,整體結構不夠緻密且內部的連結性不佳,對於電荷的傳導有較大阻礙,因此為了能夠進一步改善此情況,利用氯化鉭溶液進行後處理來增加顆粒間的連接性,使顆粒間的緻密度提高,因此能夠減低電荷傳遞時的阻力,增加光電流的效果。 而在光電化學測試中,主要以三極式的系統中進行反應,並且以太陽模擬光AM 1 5 G照射下,0 5 M的氫氧化鉀水溶液中,結果顯示具備階層狀孔洞之氮化鉭電極在經過後處理及鈷摻雜後,所呈現之光電流效能於偏壓0 5 V vs Ag/AgCl下可達到3 6 mA/cm2,其效能遠高於純粹氮化鉭電極。
Date of Award2015 Jul 23
Original languageChinese
SupervisorHsisheng Teng (Supervisor)

Cite this

高效率光電化學分解水之氮化鉭電極研究
逸杰, 王. (Author). 2015 Jul 23

Student thesis: Master's Thesis