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Investigating Morphological Effects on Charge-Carrier Dynamics and Surface Active Sites in Ferrite Thin Films using Time-Resolved Photoluminescence Spectroscopy and Surface Titration Techniques

Projektbeschreibung

Wie die Morphologie von Ferrit-Dünnschichten die Ladungsträgerdynamik und die oberflächenaktiven Zentren beeinflusst

Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt PROSCOPY zielt darauf ab, die Technologien zur photoelektrischen Umwandlung von CO2 zu optimieren, indem Unsicherheiten in der Dynamik und Oberflächenaktivität von katalytischen Pulvern und Schichten mit Z-Schema beseitigt werden. Es wird die Synthese und das Verhalten von Dünnschicht-Titanoxid/Ferrit-Materialien mit Z-Schema untersuchen, um zu entschlüsseln, wie ihre Morphologie die Ladungsträgerdynamik und oberflächenaktiven Zentren beeinflusst, wobei der Schwerpunkt auf der CO2-Reduktionsleistung von photoelektrochemischen Zellen liegt. Dazu werden zeitaufgelöste Photolumineszenz- und paramagnetische Elektronenresonanzverfahren eingesetzt, um zu ermitteln, wie sich morphologische Variationen auf das Ladungsträgerverhalten auswirken, während Oberflächentitrationsmethoden verwendet werden, um aktive Redox-Zentren in photoelektrischen Katalysatoren mit Z-Schema zu identifizieren. Die Ergebnisse könnten zu Durchbrüchen bei der auf erneuerbaren Energien basierenden Produktion von nachhaltigen Chemikalien führen.

Ziel

This proposal seeks to explore the synthesis and characterization of thin film titania/ferrite Z-scheme materials, with an emphasis on elucidating the impact of morphology on charge carrier dynamics and surface active sites, thereby unraveling its influence on CO2 reduction performance in a photoelectrochemical (PEC) cell. The kinetics of electron and hole pairs in ferrite films will be investigated through time-resolved photoluminescence (TRPL) and electron paramagnetic resonance (EPR) techniques, providing insights into how morphological variations affect charge carrier behavior. Surface titration methods will be employed to identify active redox sites in the Z-scheme photo(electro)catalysts. The films will be synthesized using dip coating, spray coating, and spin coating techniques, and the relationship between fabrication methods and surface electronic properties will be established. Additionally, the correlation between PEC performance, charge carrier dynamics, and surface active sites of ferrite films will be thoroughly examined. This project seeks to enhance the efficiency of CO2 photo(electro)conversion technologies by bridging critical knowledge gaps in the real-time dynamics and surface activity of Z-scheme catalytic powders and films, with a focus on their synthesis and performance. Successful outcomes could pave the way for significant advances in the renewable energy-driven production of sustainable chemicals, making a meaningful contribution to climate change mitigation efforts.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITEIT ANTWERPEN
Netto-EU-Beitrag
€ 216 240,00
Adresse
PRINSSTRAAT 13
2000 Antwerpen
Belgien
Region
Vlaams Gewest Prov. Antwerpen Arr. Antwerpen
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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