Herstellungsverfahren photoelektrokatalytischer Elektroden aus industriellen Pigmentpulvern

Die Photoelektrische Katalyse nimmt mittlerweile an vielen wichtigen Reaktionen teil wie der Wasserspaltung oder der Aktivierung von CO2. Die hierfür verwendeten Elektroden können durch aufwändige Synthesen hergestellt werden. Nun ist es jedoch möglich geworden, vorgefertigte industrielle Pigmentpulver preiswert einzusetzen. Eine Angleichung der Größe individueller Pigmentpartikel und eine Einbettung in eine Matrix gestatten es hierbei, wichtige elektronische Eigenschaften zu verbessern und somit schließlich eine Elektrodenproduktion in großem Maßstab anzustreben.

Die hier vorgestellte Erfindung beinhaltet eine Elektrode, deren katalytische Partikel in homogener Größenverteilung mit einer weiteren amorphen Halbleiterschicht umhüllt sind. Diese Anordnung resultiert in verbesserter Leitfähigkeit und Photoaktivität. Ebenfalls beinhaltet die Erfindung das Herstellungsverfahren, um eine so aufgebaute Elektrode einfach und kostengünstig aus herkömmlichen Materialien herstellen zu können: So wird in einer Suspension der verwendeten Partikel ein kurzer Spannungspuls angelegt, um hinreichend kleine Partikel auf der Trägerschicht abzuscheiden. Die in der Suspension verbleibenden Partikel können danach chemisch zerkleinert und anschließend ebenfalls abgeschieden werden. Die so hergestellte Elektrode zeigt vielfach höhere Photostromdichten als herkömmlich aus Pigmenten hergestellte Elektroden.