Kohlenstoffnitridmaterialien für photochemische Zellen zur Wasserspaltung

Abstract

Graphitische Kohlenstoffnitridmaterialien (CN) sind aufgrund ihrer einstellbaren Bandlücke, geeigneten Energiebandposition, hohen Stabilität unter harschen chemischen Bedingungen und geringen Kosten interessante Photokatalysatoren und heterogene Katalysatoren für zahlreiche Reaktionen. Allerdings befindet sich die Nutzung von CN in photoelektrochemischen (PEC) und photoelektronischen Bauelementen noch in einem frühen Stadium, da die Abscheidung einer hochwertigen und homogenen CN‐Schicht auf Substraten, die breite Bandlücke, die schlechte Ladungstrennungseffizienz sowie die geringe elektronische Leitfähigkeit noch Schwierigkeiten bereiten. In diesem Kurzaufsatz diskutieren wir Synthesewege zur Herstellung verschiedener Strukturen von CN auf Substraten und deren grundlegende photophysikalische Eigenschaften und photoelektrochemische Aktivität. Wir beschreiben die wesentlichsten Herausforderungen bei der Einbindung von CN in PEC‐Zellen sowie mögliche Wege zur Überwindung der bestehenden Beschränkungen zur Integration von CN‐Materialien in PEC und andere photoelektronische Bauelemente.