2D manganese phosphate triselenide electrochemical water splitting investigation.

Abstract

Ormai tutti conoscono il problema che riguarda l'ambiente del nostro pianeta, e gli attori principali di questo terribile scenario sono i gas serra come la CO2 che solitamente è il prodotto della combustione di combustibili fossili, che in questi anni si sta consumando più velocemente, questo tipo di gas rimangono nell'atmosfera a causa della loro massa e riflettono i raggi IR provenienti dalla terra provocando il cosiddetto effetto serra. La CO2 è la principale responsabile ed è il principale prodotto della combustione di idrocarburi che avviene tutti i giorni all'interno delle nostre automobili, case o fabbriche ma non solo, con questo ritmo aumenteremo la quantità di gas serra prodotti dalle attività umane portando ad un aumento di temperatura del nostro pianeta. Negli ultimi anni una soluzione per l'emissione di gas serra è quella di utilizzare l'idrogeno come combustibile, quindi, come la reazione di combustione dell'H2 mostra che non c'è CO2 coinvolta nel processo, ma solo acqua che non contribuisce all'effetto serra, , quindi c'è molto interesse a cercare un modo economico per produrre idrogeno per future applicazioni come combustibile. L'idrogeno (H2) è considerato una fonte di energia pulita e sostenibile che produce un'energia equivalente a 285,8 kJ/mol durante la combustione. Aggiungendo l'efficienza del processo nel suo insieme, offre un'interessante alternativa ai combustibili fossili. Come possiamo dedurre da ΔG questo non è un processo spontaneo, quindi se usiamo un catalizzatore semiconduttore per subire abbiamo bisogno dell'aiuto di un catalizzatore quindi nella presente tesi mi propongo di studiare un nuovo materiale per applicazioni di scissione dell'acqua, Buono candidati per la scissione dell'acqua sono materiali 2-D perché hanno proprietà peculiari, ad esempio possiedono un elevato rapporto volumetrico superficiale che fornisce un'elevata area superficiale specifica per la fotocatalisi e promuovono l'adsorbimento di specie chimiche sulla superficie del catalizzatore che porterà a una migliore efficienza , quindi decidiamo di utilizzare materiali 2-D per migliorare le prestazioni del catalizzatore della scissione dell'acqua, la nanoscienza offre un nuovo modo promettente per l'applicazione della scissione dell'acqua per la generazione di idrogeno e anche lo stoccaggio e il trasporto, in secondo luogo la forma di questa classe di materiale riduce al minimo la distanza che gli elettroni e i fori devono viaggiare prima di raggiungere l'interfaccia solido-acqua, riducendo così la possibilità di ricombinazione e potenzialmente potenziando le prestazioni fotocatalitiche inoltre abbiamo deciso di studiare MnPSe3 perché è un materiale naturalmente 2D e appartiene al tricalcogenuro di fosforo metallico, è stato riportato che le unità [P2X6]4- esposte ai bordi di 2D MPX3 potrebbero favorire l'adsorbimento di H e facilitare HER catalisi. È importante sottolineare che la P e la X sul bordo sono state postulate come siti preferibili per l'adsorbimento e il desorbimento dell'idrogeno. Nella presente tesi ci proponiamo di studiare e testare le prestazioni elettrocatalitiche di MnPSe3 al fine di migliorare l'ulteriore applicazione per la generazione di idrogeno.