Ziel dieses Projektes ist die Herstellung und Optimierung einer fotoelektrochemischen (PEC) Zelle basierend auf dem kürzlich entdeckten nanostrukturierten metallurgischen Silizium, welches durch Metallunterstütztes chemisches Ätzen hergestellt werden kann. Um das Überpotential der Fotoelektrode zu reduzieren und diese gegen die fotoelektrochemische Korrosion zu schützen, werden Beschichtungen von Übergangsmetallen oder Metalloxiden, wie zum Beispiel NiOx oder CoOx mittels Atomlagenabscheidung (ALD) auf die hergestellten Si-Nanostrukturen abgeschieden. Die H2/O2-Bildungseffizienz von diesem kosten-effektiven System wird dann durch tiefgehende fotoelektrochemische und mikrostrukturelle Charakterisierungen beurteilt.

Weiterhin untersuchen wir auch die Herstellung und elektrokatalytische Aktivität von mehreren Co-Katalysatoren, welche zur Erhöhung der Wasserspaltungseffizienz von unseren Si-Nanostrukturen, als auch von den weiteren fotokatalytischen Nanostrukturen, die in unserer Gruppe hergestellt werden, verwendet werden können. Ein Beispiel für einen dieser Co-Katalysatoren, sind heterostrukturenthaltende NiFe-Nanoplättchen (LDH = geschichtetes Doppelhydroxid) auf NiCoP-Nanodrähten auf einem Nickelschaum (NF)-Substrat. Dieser Heterostruktur zeigte eine herausragende Aktivität und elektrochemische Stabilität, sowohl für die H2- als auch für die O2-Entwicklungsreaktion (HER und OER), und wurde bereits kürzlich akzeptiert für Publikation in Advanced Functional Materials [1].