Chnani, Ahmed; Kurniawan, Mario; Bund, Andreas; Strehle, Steffen:
Nanometer-thick hematite films as photoanodes for solar water splitting
In: ACS applied nano materials, Jg. 5 (2022), Heft 2, S. 2897 - 2905
2022Artikel/Aufsatz in ZeitschriftClosed Access
Technische Universität Ilmenau (1992-) » Fakultät für Maschinenbau (1992-) » Ohne Institutszuordnung (1992-) » Fachgebiet Mikrosystemtechnik (2019-)Technische Universität Ilmenau (1992-) » Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik (1992-) » Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik (2000-) » Fachgebiet Elektrochemie und Galvanotechnik (2015-)
Titel in Englisch:
Nanometer-thick hematite films as photoanodes for solar water splitting
Autor*in:
Chnani, AhmedTU
GND
123866038X
ORCID
0000-0001-7302-6656ORCID iD
SCOPUS
57195230202
Sonstiges
der Hochschule zugeordnet
;
Kurniawan, MarioTU
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1204930988
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0000-0003-3171-6573ORCID iD
SCOPUS
55501684100
Sonstiges
der Hochschule zugeordnet
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Bund, AndreasTU
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12967477X
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0000-0001-9837-2408ORCID iD
ResearcherID
C-9907-2010
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Sonstiges
der Hochschule zugeordnet
;
Strehle, SteffenTU
GND
132881322
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0000-0002-1261-2894ORCID iD
ResearcherID
G-2469-2010
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56178046100
Sonstiges
der Hochschule zugeordnet
korrespondierende*r Autor*in
Erscheinungsjahr:
2022
Open-Access-Publikationsweg:
Closed Access
Scopus ID
PPN:
Sprache des Textes:
Englisch
Schlagwort, Thema:
active surface area ; cost-effective ; hematite ; photoanode ; rapid annealing ; stability
Datenträgertyp:
Online-Ressource
Ressourcentyp:
Text
Lizenztyp:
Alle Rechte vorbehalten
Access Rights:
nur Zugriff auf Metadaten
Peer Reviewed:
Ja
Teil der Statistik:
Ja

Abstract in Englisch:

Photoelectrochemical (PEC) water splitting is one of the most promising sustainable methods for feasible solar hydrogen production. However, this method is still impractical due to the lack of suitable photoanode materials that are efficient, stable, and cost-effective. Here, we present a surprisingly simple fabrication method for efficient, stable, and cost-effective nanometer-thick hematite films utilizing a rapid, ambient annealing approach. In the oxygen evolution reaction, the fabricated hematite films exhibit a Faradaic efficiency of 99.8% already at 1 V versus the reversible hydrogen electrode (RHE), a real photocurrent density of 2.35 mA cm-2 at 1.23 V versus RHE, and a superior photo-oxidation stability recorded for over 1000 h. Considering the active surface area, the measured photocurrent density is higher than any value achieved so far by hematite and other single-material thin-film photoanodes. Hence, we show for the first time that undoped hematite thin films can compete with doped hematite and other semiconductor materials.