Παρουσίαση Πτυχιακής Εργασίας Θεοδώρας Σταυγιανουδάκη

03 Μαρτίου 2026

Η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Της φοιτήτριας Θεοδώρας Σταυγιανουδάκη, θα γίνει τη

Τρίτη 10/3/2026 και ώρα 9:00

στην αίθουσα Α3 του Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών

Θέμα Πτυχιακής:

«Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Νανοετεροδομών ZnS/CdS για Φωτοκαταλυτική Διάσπαση Νερού προς Παραγωγή Υδρογόνου»

Διμελής Επιτροπή: Γεράσιμος Αρματάς, Ιωάννης Βαμβασάκης

 

Περίληψη:

Μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις της σύγχρονης εποχής είναι η αντικατάσταση των ρυπογόνων ορυκτών καυσίμων με βιώσιμες και καθαρές πηγές ενέργειας, όπως το πράσινο υδρογόνο (H₂). Η φωτοκαταλυτική διάσπαση του νερού αναδεικνύεται ως μία από τις πλέον ελπιδοφόρες και περιβαλλοντικά βιώσιμες μεθόδους για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου. Ένας κεντρικός ερευνητικός στόχος στον τομέα αυτό είναι η ανάπτυξη λειτουργικών, σταθερών και ταυτόχρονα οικονομικά αποδοτικών φωτοκαταλυτικών υλικών. Προς αυτή την κατεύθυνση, τα σουλφίδια μετάλλων τύπου ΙΙ–VI, όπως τα CdS και ZnS, παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω των εξαιρετικών οπτοηλεκτρονικών και καταλυτικών τους ιδιοτήτων. Ωστόσο, ο αναποτελεσματικός διαχωρισμός των φωτοπαραγόμενων φορέων φορτίου και η περιορισμένη φωτοχημική σταθερότητα εξακολουθούν να αποτελούν κρίσιμους παράγοντες που περιορίζουν τη φωτοκαταλυτική απόδοση των υλικών αυτών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η ανάπτυξη νέων ετεροδομών από νανοσωματίδια CdS και ZnS και η εφαρμογή τους ως αποδοτικών φωτοκαταλυτών για την παραγωγή H₂ από νερό. Οι σύνθετοι καταλύτες παρασκευάσθηκαν μέσω μιας απλής συνθετικής προσέγγισης που περιλαμβάνει τη σύνθεση κολλοειδών νανοσωματιδίων CdS και ZnS (με μέσο μέγεθος περίπου 5 nm) και τη μετέπειτα υδροθερμική συγχώνευσή τους σε εκτεταμένες νανοσυσσωματωμένες ετεροδομές (ZnS/CdS HNAs) με διαφορετική περιεκτικότητα σε ZnS και CdS. Ο δομικός και μορφολογικός χαρακτηρισμός κατέδειξε τον σχηματισμό εκτεταμένων νανοσυσσωματωμένων ετεροδομών με κυβική κρυσταλλική δομή και στενή κρυσταλλογραφική σύζευξη μεταξύ των φάσεων CdS και ZnS, υποδηλώνοντας την επιτυχή δημιουργία λειτουργικών ετεροεπαφών με αυξημένη διεπιφανειακή επαφή, αρχιτεκτονική που ευνοεί την αποτελεσματική μεταφορά φορτίου και τη βελτίωση της φωτοκαταλυτικής απόδοσης. Ρυθμίζοντας την αναλογία των αρχικών νανοσωματιδίων ZnS:CdS, ο βελτιστοποιημένος καταλύτης με 50 wt.% ZnS παρουσιάζει εξαιρετικά υψηλή φωτοκαταλυτική δραστικότητα στην παραγωγή H₂ από πυκνό υδατικό διάλυμα Na₂S/Na₂SO₃ (90.5 mmol H₂ h-1 gcat-1) υπό ακτινοβολία ορατού φωτός (λ ≥ 420 nm). Παράλληλα, επιτυγχάνει εντυπωσιακά υψηλή φαινομενική κβαντική απόδοση (AQY = 86%), επιδεικνύοντας έτσι μια νέα προοπτική για τον σχεδιασμό αποδοτικών και οικονομικά αποτελεσματικών φωτοκαταλυτών για τη βιώσιμη παραγωγή πράσινου υδρογόνου.