Fotoelektrocheminis (FEC) vandens skaidymas, naudojant saulės energiją ir žemėje gausius puslaidininkinių medžiagų išteklius, yra viena plačiausiai tyrinėjamų vandenilio gavybos sričių. Naudojant heterostruktūrinius fotokatalizatorius, sudarytus iš plazmoninių nanodalelių (ND), platinos ir puslaidininkinių medžiagų, bei juos veikiant saulės šviesa, H2 išskyrimo reakcijos efektyvumas buvo pagerintas eilėmis. Plazmoninių fotokatalizatorių tyrimai pagrinde buvo orientuoti į atsitiktinių konfigūracijų ND lokalizuotų paviršiaus plazmonų (LPP) poveikį, tačiau plazmoninės kvazi-2D metamedžiagos arba metapaviršiai (MP) suteikia unikalių pranašumų. Plazmoninių ND periodinių masyvų fotoninės struktūros palaiko hibridinę modą arba kitaip paviršiaus gardelės rezonansą (PGR). Jis susidaro sąveikaujant paskirų ND LPP išsklaidytai šviesai sąveikaujant su difrakcinėmis gardelės modomis. PGR pasižymi daug stipresniu lokalizuotu elektromagnetiniu lauku. Platesnius MP taikymus riboja, jų formavimui naudojamos litografijos galimybės. Koloidinės chemijos ir savirankos procesai leidžia susintetinti beveik idealių konfigūracijų nanomedžiagas, kurias sudėtinga realizuoti klasikiniais litografijos procesais. Kapiliariniam nusodinimas naudojamos kaukės su precizinėmis gaudyklėmis todėl pasitelkus ND saviranką pasiekiama pavienių dalelių pozicionavimo raiška įgalinanti MP pagrįstus katalizės tyrimus. Projekto metu bus siekiama sukurti FEC tyrimų metodiką, pagrįstą savirankos metodais formuojamais plazmoniniais MP sudarytais iš metalinių ND ir TiO2. Bus sukurtas valdomos ND savirankos metodas, užtikrinantis reikalingas heterostruktūras bei jų efektyvų perkėlimą neprarandant originalios konfigūracijos bei optinių rezonanso savybių. FEC meta-katalitinių paviršių veikimo efektyvumas bus lyginamas su jų tradicinėmis plazmoninėmis konfigūracijomis. Vykdant tyrimus bus pagilintos žinios apie energijos perdavimo procesus bei jų kinetiką tvarkiuose bimetaliniuose ND – TiO2 masyvų heterodariniuose.
Projekto finansavimas:
Lietuvos mokslo tarybos parama moksliniams tyrimams, Mokslininkų grupių projektai
Projekto rezultatai:
Numatoma tyrimų rezultatus paskelbti trijose mokslinėse publikacijose ir vykdyti aktyvias informavimo veiklas dalyvaujant mokslo populiarinimo renginiuose bei rengiant informacinius pranešimus spaudai.
Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2023-04-01 - 2026-03-31
Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas
