Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Water splitting and the band edge positions of TiO2

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388955%3A_____%2F16%3A00458866" target="_blank" >RIV/61388955:_____/16:00458866 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2016.03.122" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2016.03.122</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2016.03.122" target="_blank" >10.1016/j.electacta.2016.03.122</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Water splitting and the band edge positions of TiO2

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The possibility of splitting water by UV-light on a TiO2 electrode has created great interest in the material, however, it has been later questioned whether rutile can do the job at all without external bias. Anatase was suggested instead, but its efficiency is still a subject of debate. The problem is related to the position of the band edges, that is, of the Fermi-level (EF), with respect to the redox potentials of water. Here we present hybrid-functional calculations to align the band structures with the vacuum level, assuming the rutile (110) and anatase (101) surface being exposed to water. Our results show that both are capable of water splitting if no adsorbates other than molecular water are present. On a fully hydroxylated surface (i.e., H+ and OH- adsorption on undercoordinated surface oxygen and titanium atoms, respectively), EF is only ∼0.5 eV above the H+/H2 potential in case of anatase, and - depending on the level of reduction - roughly at, or below it for rutile. We also show, that the band edges (and EF) shift up if OH+ groups dominate the surface, increasing the driving force for water splitting. This is in line with the experience on titania reduced in hydrogen. Our results are further confirmed by calculating EF without the presence of water, and comparing it to work function measurements by photoelectron spectroscopy.

  • Název v anglickém jazyce

    Water splitting and the band edge positions of TiO2

  • Popis výsledku anglicky

    The possibility of splitting water by UV-light on a TiO2 electrode has created great interest in the material, however, it has been later questioned whether rutile can do the job at all without external bias. Anatase was suggested instead, but its efficiency is still a subject of debate. The problem is related to the position of the band edges, that is, of the Fermi-level (EF), with respect to the redox potentials of water. Here we present hybrid-functional calculations to align the band structures with the vacuum level, assuming the rutile (110) and anatase (101) surface being exposed to water. Our results show that both are capable of water splitting if no adsorbates other than molecular water are present. On a fully hydroxylated surface (i.e., H+ and OH- adsorption on undercoordinated surface oxygen and titanium atoms, respectively), EF is only ∼0.5 eV above the H+/H2 potential in case of anatase, and - depending on the level of reduction - roughly at, or below it for rutile. We also show, that the band edges (and EF) shift up if OH+ groups dominate the surface, increasing the driving force for water splitting. This is in line with the experience on titania reduced in hydrogen. Our results are further confirmed by calculating EF without the presence of water, and comparing it to work function measurements by photoelectron spectroscopy.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>x</sub> - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

  • CEP obor

    CG - Elektrochemie

  • OECD FORD obor

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA13-07724S" target="_blank" >GA13-07724S: Materiálové inženýrství pro inovativní Graetzelovy solární články</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2016

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Electrochimica acta

  • ISSN

    0013-4686

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    199

  • Číslo periodika v rámci svazku

    MAY 2016

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    8

  • Strana od-do

    27-34

  • Kód UT WoS článku

    000375127200004

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-84962271879