npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922050141npe-148Research ArticleМатериалы и технология для новых источников энергииMaterials and Technologies for New Sources of EnergyОптимизация режимов импульсного лазерного осаждения тонкопленочных катализаторов MoSx для эффективного выделения водорода на кремниевом фотокатодеOptimization of the MoSx Pulsed Laser Deposition of Thin-Film Catalyst for Efficient Hydrogen Evolution Reaction on a Silicon PhotocathodФоминскийД. В.FominskiD. V.

Москва, 115409

Moscow, 115409

РомановР. И.RomanovR. I.

Москва, 115409

Moscow, 115409

РубинковскаяО. В.RubinkovskayaO. V.

Москва, 115409

Moscow, 115409

НеволинВ. Н.NevolinV. N.

Москва, 115409

Moscow, 115409

ФоминскийВ. Ю.FominskiV. Yu.

Москва, 115409

Moscow, 115409

vyfominskij@mephi.ruНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202331122023144330334Copyright © Фоминский Д.В., Романов Р.И., Рубинковская О.В., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., 20232023Фоминский Д.В., Романов Р.И., Рубинковская О.В., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю.Fominski D.V., Romanov R.I., Rubinkovskaya O.V., Nevolin V.N., Fominski V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/148

Исследована эффективность фото-активированного выделения водорода в кислотном растворе на катоде p-Si с нанесенной тонкой пленкой катализатора из аморфного сульфида молибдена. Установлено значительное влияние метода формирования пленки катализатора на качество фотокатода. Наибольшие фототоки обнаружены в случае нанесения каталитической пленки традиционным методом импульсного лазерного осаждения из мишени MoS2. Варьирование условий реакционного импульсного лазерного осаждения из мишени Мо в сероводороде не позволяло реализовать высокую эффективность получения водорода. Выявлены возможные причины различия функциональных характеристик созданных фотокатодов.

The efficiency of photoactivated hydrogen evolution in an acidic solution on p-Si cathode with thin film of amorphous molybdenum sulfide catalyst was investigated. A significant influence of the method of forming the catalyst film on the photocathode quality was established. The greatest photocurrent value in the case of applying a catalytic film by the traditional method of pulsed laser deposition from MoS2 target was found. Varying the conditions of the reaction pulsed laser deposition from the Mo target in hydrogen sulfide didn’t allow the high hydrogen production to be realized. Possible reasons for the difference in the functional characteristics of the created photocathodes was identified.

кремниевый фотокатодфотоэлектрохимическое расщепление водысульфид молибденаимпульсное лазерное осаждениеsilicon photocathodephotoelectrochemical water splittingmolybdenum sulfidepulsed laser depositionРабота выполнена при финансовой поддержке НИЯУ МИФИ Российским научным фондом (проект 19-19-00081).ReferencesJena A., Chen C.-J., Chang H., Hu S.-F., Liu R.-Sh. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 3767–3785. https://doi.org/10.1039/D0TA10791CJena A., Chen C.-J., Chang H., Hu S.-F., Liu R.-Sh. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 3767–3785. https://doi.org/10.1039/D0TA10791CHou Y., Abrams B.L., Vesborg P., Björketun M.E., Herbst K., Bech L., Setti A.M., Damsgaard C.D., Pedersen T., Hansen O., Rossmeisl J., Dahl S., Nørskov J.K., Chorkendorff I. // Nat. Mater. 2011. V. 10. P. 434–438. https://doi.org/10.1038/nmat3008Hou Y., Abrams B.L., Vesborg P., Björketun M.E., Herbst K., Bech L., Setti A.M., Damsgaard C.D., Pedersen T., Hansen O., Rossmeisl J., Dahl S., Nørskov J.K., Chorkendorff I. // Nat. Mater. 2011. V. 10. P. 434–438. https://doi.org/10.1038/nmat3008Fominski V., Romanov R., Fominski D., Rubinkovskaya O., Demin M., Shvets P., Goikhman A. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 2080. https://doi.org/10.3390/nano12122080Fominski V., Romanov R., Fominski D., Rubinkovskaya O., Demin M., Shvets P., Goikhman A. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 2080. https://doi.org/10.3390/nano12122080Fominski V.Y., Romanov R.I., Fominski D.V., Dzhumaev P.S., Troyan I.A. // Opt. Laser Technol. 2018. V. 102. P. 74–84. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.12.028Fominski V.Y., Romanov R.I., Fominski D.V., Dzhumaev P.S., Troyan I.A. // Opt. Laser Technol. 2018. V. 102. P. 74–84. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.12.028Fominski V.Yu., Romanov R.I., Fominski D.V., Shelyakov A.V. // Thin Solid Films. 2017. V. 642. P. 58–68. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.09.020Fominski V.Yu., Romanov R.I., Fominski D.V., Shelyakov A.V. // Thin Solid Films. 2017. V. 642. P. 58–68. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.09.020Giuffredi G., Mezzetti A., Perego A., Mazzolini P., Prato M., Fumagalli F., Lin Y-Ch., Liu Ch., Ivanov I.N., Belianinov A., Colombo M., Divitini G., Ducati C., Duscher G., Puretzky A.A., Geohegan D.B., Fonzo F.D. // Small. 2020. V. 16. P. 2004047. https://doi.org/10.1002/smll.202004047Giuffredi G., Mezzetti A., Perego A., Mazzolini P., Prato M., Fumagalli F., Lin Y-Ch., Liu Ch., Ivanov I.N., Belianinov A., Colombo M., Divitini G., Ducati C., Duscher G., Puretzky A.A., Geohegan D.B., Fonzo F.D. // Small. 2020. V. 16. P. 2004047. https://doi.org/10.1002/smll.202004047Fominski V., Demin M., Fominski D., Romanov R., Goikhman A., Maksimova K. // Nanomaterials. 2020. V. 10 (2). P. 201. https://doi.org/10.3390/nano10020201Fominski V., Demin M., Fominski D., Romanov R., Goikhman A., Maksimova K. // Nanomaterials. 2020. V. 10 (2). P. 201. https://doi.org/10.3390/nano10020201

The authors declare that there are no conflicts of interest present.