Producción y caracterización electroquímica de foto-electrodos a base de carburo de silicio amorfo hidrogenado para la producción de hidrógeno usando luz solar

El uso de la energía solar para producir hidrógeno es una forma limpia y prometedora para obtener este combustible. Simulaciones predicen una eficiencia de hasta 19%, no obstante la degradación del foto-electrodo así como la difusión de oxígeno todavía son un reto por superar. Los materiales para la fabricación de los foto-electrodos son elementos claves para la fabricación de celdas foto-electroquímicas (PEC). En esta situación el carburo de silicio amorfo (a-SiC) surge como uno de los materiales con características apropiadas para mejorar tanto la eficiencia como la rango espectral de absorción para la electrólisis del agua y en la resistencia del material frente a la degradación química. Actualmente es posible obtener SiC amorfo hidrogenado mediante pulverización catódica (RF sputtering) en una atmósfera rica en hidrógeno, o por deposición química mejorada por plasma (PECVD) usando una mezcla de silano (SiH4) y metano (CH4). El carburo de silicio amorfo hidrogenado (a-SiC:H) puede ser usado como foto-electrodo en dispositivos foto-electroquímicos para la producción de hidrógeno por electrólisis del agua utilizando luz solar. El presente proyecto tiene el objetivo de producir películas delgadas de a-SiC:H mediante RF sputtering y estudiar el proceso de foto-degradación de dichas películas en medios acuosos frente a su uso como foto-electrodo para la producción de hidrógeno por electrólisis del agua. Las técnicas electroquímicas a emplear involucran la medición de foto-corriente de hidrógeno (curvas de corriente potencial), espectroscopía de impedancia electroquímica así como la microbalanza electroquímica de cristal de cuarzo. Adicionalmente, los posibles cambios en la morfología de la superficie, estructura y propiedades ópticas de dichos materiales serán caracterizados a través de diversas técnicas como microscopia de fuerza atómica (AFM), espectroscopía Raman y espectroscopía de transmisión UV-VIS.