NiMo / p-Si 광음극 (HER)

지구 풍부 원소 기반 HER 광음극으로서 p-Si 위에 전기증착된 NiMo 박막 — Pt의 대체재. NiMo 층은 하부 Si를 동시에 부동태화한다.

구조 및 성능 (see Lee et al., Sci. Rep. (2017), Fig. 2, Methods)

• 불연속 다공성 클러스터-다층 형태 (최적 두께 ~3.3 µm, XPS/XRF 기준 Ni:Mo ≈ 86:14); 다공 구조는 전기증착 중 H₂ 버블의 공동 발생에 의해 형성된다.
• AM 1.5 G 조건, 0.1 M 인산염 완충액 pH 7.0 하에서 Pt NP/Si에 필적하는 HER 성능.
• 최적 증착 시간은 광학적 불투명도와 촉매 활성 간의 상충 관계를 최소화한다 (본질적으로 낮은 비활성을 보완하기 위한 높은 ECSA / 기하학적 보상).

역할

PEC-RED-hybrid-cell의 광음극 구성 요소. n-MoS₂-p-Si-photocathode (paper_061)와 비교하면, 두 시스템 모두 지구 풍부 촉매 / p-Si 구조의 HER 광음극이나, NiMo는 전기증착 방식인 반면 MoS₂는 전사(transfer) 방식으로 제조된다는 점에서 촉매 종류가 상이하다. RED 스택은 silicon-nanowire-photocathode (paper_025)에서 한계로 작용했던 Si 광전압 상한 문제를 해결한다 — RED-dual-function-separator-voltage-source 참조.