Technologie zur thermophotokatalytischen Wasserzersetzungsreaktion zur Herstellung von Wasserstoff, die CeO2-Katalysatoren und deren metallische Dotierung, synthetisiert durch die Sol-Gel-Methode, wurden auf ihre Wirkung bei der Bildung von Sauerstofflücken in der Photokatalyse und bei der Wasserstoffproduktion in der thermochemischen Reaktion für drei Elemente (Fe, Cu, Zn) und drei Dotierungsverhältnisse (5%, 10%, 15%) der CeO2-Katalysatoren. Die metallisch dotierten Katalysatoren wurden durch Techniken wie Röntgendiffraktometrie (XRD), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Elektronenparamagnetische Resonanz (EPR), Photolumineszenz (PL), UV-Vis DRS (UV-Vis DRS), induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP) und die Methode zur Messung der spezifischen Oberfläche durch Stickstoffadsorption (BET) charakterisiert. Die Studienergebnisse zeigten, dass die Dotierung mit 10% Cu von CeO2 die beste Leistung für die Wasserstoffproduktion unter thermochemischem Katalyseeffekt aufwies, da die Cu-Nanopartikel minimale Größe aufwiesen, was zu einer minimalen verbotenen Bandbreite des dotierten Katalysators CeO2 mit Cu führte, die die Absorption höherenergetischer Photonen ermöglichte, die die Lichtabsorptionsfähigkeit stärkten, die Trenn- und Bindungsrate photoerzeugter Ladungsträger erhöhten, die Bildung von photoerregten Sauerstofflücken förderten und so die Fähigkeit zur Wasserzersetzungsreaktion und Wasserstoffproduktion während des thermischen Prozesses verstärkten.

Sauerstofflücken; Dotierung; Thermophotocycle; Wasserelektrolyse; Wasserstoffproduktion