Fotoelektrokimyasal Yolla Hidrojen Gazı Üretiminde Kullanılan BiVO4/Cr2O3 Fotoelektrodunun RuO2 İle Katalitik Etkinliğinin Artırılması

Abstract

Bu çalışmada, suyun ayrıştırılmasında fotokatalitik özelliğe sahip BiVO4/Cr2O3 n-p ikili fotoelektrodun üzerine oksijen oluşum reaksiyonunda (OER) katalitik özellik gösteren RuO2, dönüşümlü voltametri (DV) tekniği kullanılarak farklı döngülerde (2, 5, 7 ve 10) katkılanmıştır. Farklı döngülerde sentezlenen BiVO4/Cr2O3/RuO2 elektrotlarının karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve UV-vis spektrometresiyle gerçekleştirilmiştir. Suyun fotoelektrokimyasal ayrıştırılmasıyla hidrojen gazı üretiminde fotokatalitik performanslar doğrusal tarama voltametrisi (LSV), elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve kronoamperometrik ölçümlerle gerçekleştirilmiştir. EIS ölçümü, BiVO4/Cr2O3 (413,1  cm2) üzerine katkılanan RuO2 ile polarizasyon direncinin azaldığını ve BiVO4/Cr2O3/RuO2 elektrotları arasında en düşük polarizasyon direncinin 7 döngü sonunda elde edilen elektrotta ait olduğunu Rp (102,8 ohm cm2) göstermektedir. LSV ve kronoamperometrik ölçümleri, RuO2 sentezindeki DV döngüsünün artmasıyla fotoelektrodun OER katalitik aktivitesinin artığını ancak 10 döngüde BiVO4/Cr2O3 n-p ikili elektrodun katalitik performansın azaldığını göstermektedir.