Efecto del espesor de películas delgadas de Titania mesoporosa en su uso como fotoelectrodos para water splitting

VENSAUS, PRISCILA; HOCHMAN, EITHAN; MENDIOROZ, LUCAS N.; HAMER, MARIANA; VIVA, FEDERICO A.; KREUZER, MARK P.; SOLER ILLIA, GALO J. A. A.

Workshop; Workshop: Nanomateriales para energía y medio ambiente; 2019

Comisión Nacional de Energía Atómica

El desarrollo de materiales capaces de captar y transformar la energía solar a partir de compuestos abundantes y de bajo costo ha despertado gran interés con el auge de las energías limpias1. Los nanomateriales, por su posibilidad de formar ensamblados de distintos componentes, cuya combinación mejora las propiedades de los compuestos individuales, son un punto de partida hacia el diseño de nanosistemas integrados que permitan la separación del agua en hidrógeno y oxígeno (water splitting) a partir de fuentes renovables. Las películas delgadas mesoporosas de titania (TiO2) poseen un área superficial considerable, lo que las convierte en un soporte ideal para la formación de nanocompositos con potencial para su aplicación como fotoelectrodos2. Sin embargo, para obtener sistemas eficientes resulta necesario optimizar la absorción de luz, manteniendo las ventajas de las nanoestructuras, como son la menor longitud de difusión de cargas y la alta área superficial. En este trabajo se presenta la síntesis de películas delgadas mesoporosas nanocristalinas y ordenadas de TiO2, centrándose en el estudio del efecto del espesor en la capacidad de absorción de luz y la actividad de los materiales para su uso como fotoánodos en water splitting. Las películas delgadas de TiO2 se sintetizaron por un método sol-gel basado en el autoensamblado inducido por evaporación mediante dip-coating en atmósfera controlada. El espesor fue variado mediante el control de la velocidad de dip-coating o bien por generación de multicapas. Los sistemas fueron caracterizados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía UV-visible, y técnicas fotoelectroquímicas (voltametrías, cronoamperometrías en oscuridad y bajo iluminación). Se utilizaron los materiales como fotoánodos y se correlacionó su actividad con el espesor de los mismos.