owards Highly Efficient Chalcopyrite Photocathodes for Water Splitting: The Use of Cocatalysts beyond P

Autor(es)

Salomao, Arthur Corrado ^[1] ; dos Santos Araujo, Mileny ^[1] ; dos Santos, Hugo Leandro Sousa ^[1] ; Medina, Marina ^[1] ; Mascaro, Lucia Helena ^[1] ; Andrade Junior, Marcos Antonio Santana ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed Sao Carlos, Dept Chem, Rodovia Washington Luis, BR-13565905 Sao Carlos - Brazil

• Tipo de documento: Artigo de Revisão
• Fonte: CHEMSUSCHEM; v. 14, n. 21 SEP 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Solar radiation is a renewable and clean energy source used in photoelectrochemical cells (PEC) to produce hydrogen gas as a powerful alternative to carbon-based fuels. Semiconductors play a vital role in this approach, absorbing the incident solar photons and converting them into electrons and holes. The hydrogen evolution reaction (HER) occurs in the interface of the p-type semiconductor that works as a photocathode in the PEC. Cu-chalcopyrites such as Cu(In, Ga)(Se,S)(2) (CIGS) and CuIn(Se,S)(2) (CIS) present excellent semiconductor characteristics for this purpose, but drawbacks as charge recombination, deficient chemical stability, and slow charge transfer kinetics, demanding improvements like the use of n-type buffer layer, a protective layer, and a cocatalyst material. Concerning the last one, platinum (Pt) is the most efficient and stable material, but the high price due to its scarcity imposes the search for inexpensive and abundant alternative cocatalyst. The present Minireview highlighted the use of metal alloys, transition metal chalcogenides, and inorganic carbon-based nanostructures as efficient alternative cocatalysts for HER in PEC. (AU)

• Processo FAPESP: 19/26860-2 - Síntese e modificação de filmes nanoestruturados de CuO/Ga2O4 e Cu2O/Ga2O4 aplicados na produção de H2 pela redução fotoeletroquímica da água
• Beneficiário: Hugo Leandro Sousa dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/15144-9 - Calcogenetos dopados com metais para aplicação em células solares de bandas intermediárias
• Beneficiário: Marcos Antonio Santana Andrade Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 20/09000-7 - Dispositivos de filmes finos de calcogenetos de alta eficiência para a conversão de energia solar em combustíveis
• Beneficiário: Arthur Corrado Salomão
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/12794-2 - Preparação, caracterização e aplicação de filmes de MoS2 e WS2 em fotoeletrocatálise para a produção de hidrogênio
• Beneficiário: Marina Medina da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país
• Beneficiário: Ana Flávia Nogueira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 14/50249-8 - Green chemistry: sustainable synthetic methods employing benign solvents, safer reagents, and bio-renewable feedstock
• Beneficiário: Arlene Gonçalves Corrêa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia