Evaluación del flujo de oxígeno local producido por oxidación de hidróxido fotoelectroquímico mediante microscopía electroquímica de barrido

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 5019 (2023) Citar este artículo

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Se han desarrollado varios enfoques electroquímicos in situ para realizar una investigación fotoelectroquímica localizada del fotoánodo. Una de las técnicas es la microscopía electroquímica de barrido (SECM), que investiga la cinética de reacción local heterogénea y los flujos de las especies generadas. En el análisis SECM tradicional de fotocatalizadores, la evaluación de la influencia de la radiación en la velocidad de la reacción estudiada requiere un experimento de fondo oscuro adicional. Aquí, utilizando SECM y un microscopio óptico invertido, demostramos la determinación del flujo de O2 causado por la división del agua fotoelectrocatalítica impulsada por la luz. La señal fotocatalítica y el fondo oscuro se registran en una sola imagen SECM. Utilizamos un electrodo de óxido de indio y estaño modificado con hematita (α-Fe2O3) por electrodeposición como muestra modelo. El flujo de oxígeno impulsado por la luz se calcula mediante el análisis de la imagen SECM registrada en el modo de generación de sustrato/recolección de punta. En fotoelectroquímica, el conocimiento cualitativo y cuantitativo de la evolución del oxígeno abrirá nuevas puertas para comprender los efectos locales de los dopantes y los secuestrantes de agujeros de una manera directa y convencional.

Se han probado una variedad de catalizadores para reducir la energía eléctrica necesaria para la división del agua en el caso de la generación de energía renovable utilizando la electrólisis del agua en presencia de luz1,2. Cuando se realiza una reacción de evolución de hidrógeno (HER), la tasa general del proceso (división del agua) a menudo está limitada por la tasa del proceso que ocurre en el segundo electrodo. Por lo tanto, la eficiencia del fotoánodo es esencial. Dado que la oxidación del agua es termodinámicamente más desafiante que la reducción del agua en hidrógeno, se recomienda más la investigación de fotoánodos3. Al demostrar un sobrepotencial reducido y/o una corriente fotocatalítica más alta, se ha evaluado la oxidación efectiva del agua de muchos tipos de materiales en sus formas modificadas o inalteradas4,5,6. La ingeniería eficiente de los fotoánodos de separación de agua, además de las mediciones fotoelectroquímicas tradicionales, requiere una caracterización rápida de la superficie in situ.

Una de las técnicas electroquímicas in situ, la microscopía electroquímica de barrido (SECM), se ha utilizado para analizar localmente las superficies de los fotoánodos7,8,9,10,11,12,13,14. Se han utilizado diferentes enfoques para desarrollar la tecnología SECM, particularmente en el método de iluminación, que permite un análisis de superficie simple y directo con una alta resolución espacial y temporal, desde la iluminación de una gran área de fotocatalizadores analizados hasta la iluminación local del área analizada por SECM. por láser o utilizando punta SECM como fibra óptica14. Numerosos defectos, incluido el sombreado parcial de la superficie fotoactiva con el ultramicroelectrodo y la fácil sobresaturación del electrolito con el gas producto, son revelados por la iluminación a gran escala, especialmente desde la parte superior. Se realizaron diferentes actualizaciones a la configuración de SECM, particularmente con microelectrodos para iluminación local. El diseño de microelectrodos en forma de anillo con fibra óptica interna coaxial para iluminación local limita la resolución de las imágenes electroquímicas10,14,15. Además, este método de modificación de microelectrodos lleva tiempo y requiere un proceso de fabricación complejo. Otro método de iluminación local de la muestra analizada por SECM para evitar el ensombrecimiento por la punta de SECM es el suministro de luz a través de la cubierta de vidrio aislante del microelectrodo16. Este enfoque permite registrar la fotocorriente de la muestra y la corriente de punta correspondiente a la colección faradaica del producto (p. ej., O2) de la reacción fotocatalítica generada en la muestra, ambas en función de la posición lateral de la sonda. Sin embargo, recuperar información cuantitativa sobre el flujo local de productos generados es un desafío. La evolución del oxígeno proporciona información cuantitativa sobre el proceso fotoelectroquímico en forma de flujo de producto generado. Por lo tanto, es imperativo medir el oxígeno desprendido de forma individual y cuantitativa para comprender la verdadera eficiencia del fotoánodo. Con el uso de un electrodo de punta SECM, se requiere un método de análisis de superficie más sencillo del fotoánodo que ofrezca fotogeneración de O2 cualitativa y cuantitativamente.

Aquí, demostramos un método simple para la iluminación de fotoánodos localizados dentro del área de escaneo SECM que proporciona datos cuantitativos sobre el flujo de oxígeno fotogenerado localmente. Se basa en el uso de un microscopio óptico invertido junto con una fuente de luz. Demostramos el análisis SECM de un sustrato de ITO cubierto con α-Fe2O3 semitransparente iluminado localmente desde la parte posterior. El α-Fe2O3 es conocido por su actividad fotocatalítica hacia la generación de O2 en medios alcalinos sin producir H2O24. Al ajustar la ampliación de la lente del objetivo y/o el tamaño de la apertura, esta técnica puede proporcionar iluminación en un rango amplio a estrecho y permite un posicionamiento rápido y fácil de la punta SECM sobre el área de interés en la muestra.

Se produjo una solución de FeCl3 (Chempur 25 mM) y FeCl2 (Chempur 15 mM) en agua para la deposición de α-Fe2O3 sobre la superficie de vidrio revestido con ITO (Visiontek Systems Ltd.). Ag/AgCl/KCl(3 M) sirvió como electrodo de referencia y la placa de acero sirvió como contraelectrodo. Para la deposición catódica sobre el electrodo de trabajo ITO (1,5 × 1) cm2, se aplicó una corriente continua de -1,5 mA al electrodo de trabajo durante 200 s17. Después de la deposición, el vidrio ITO cubierto con α-Fe2O3 se enjuagó con agua desmineralizada (~ 18 MΩ·cm), se secó al aire libre y se recoció a 500 °C durante 1 h.

Las películas sintetizadas se caracterizaron mediante SEM (FEI Nova NanoSEM 450 equipado con el software GENESIS y un detector EDX). El patrón XRD se capturó usando un difractómetro PANalytical Empyrean equipado con un detector X'Celerator usando radiación Cu Kα filtrada con Ni (λ1 = 1.54056 Å y λ2 = 1.54439 Å). Los datos se recogieron en una geometría θ/θ de placa plana en un portamuestras giratorio. Las observaciones de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) se llevaron a cabo utilizando un espectrómetro Microlab 350 (Thermo Electron) con una resolución lateral de 0,2 mm2 y radiación Al-K no monocromática (1486,6 eV; 300 W) como fuente de excitación. El análisis se realizó a una presión de 5,0 × 10−9 mbar. Se capturaron espectros de alta resolución y de estudio utilizando energías de paso de 40 y 100 eV, respectivamente. Las mediciones del proceso fotoelectroquímico se realizaron en una celda con un fotoánodo fijado en su base. Ag/AgCl/KCl(3 M) y alambre de Pt se usaron como referencia y contraelectrodo encima del electrodo de trabajo. El electrolito fue NaOH 0,5 M (Chempur). Se utilizó irradiación de luz blanca de intensidad de luz LED (pE-300white) equipada con filtros de trébol.

Una configuración SECM casera compuesta por actuadores piezoeléctricos de circuito cerrado (P625.2CD y P622.1CD, PI HERA con amplificador LVPZT E-509 C3A, PhysikInstrumente), dos amplificadores de abrazadera de parche VA-10X (npi Electronic Instruments), operados bajo el software SECMx18 a través de tarjetas PCIDAS1602/16 analógico-digital (AD) y PCI-DDA04 DA digital-analógico (DA) (Measurement Computing) se instaló encima de un microscopio óptico invertido Nikon MA200 con lámpara de tungsteno de 150 W usando un adaptador casero. Se conectaron dos amplificadores de abrazadera de parche con tres preamplificadores de electrodos en un modo bipotenciostático para la polarización independiente de la muestra y la punta SECM y la medición de corriente. El platino se empleó como contraelectrodo, mientras que el alambre de plata sirvió como electrodo de cuasi-referencia en las mediciones SECM. El sustrato del fotoánodo se montó en el fondo de una celda de teflón. Su área de superficie en contacto con el electrolito se limitó a un círculo con un diámetro de un milímetro para evitar el desbordamiento de corriente (máx. 2 µA para equipos usados). Se empleó NaOH 0,5 M como electrolito. La muestra se iluminó localmente a través de un objetivo de 100 × de distancia de trabajo larga (4,5 mm) (NA = 0,8), como se muestra en la Fig. 1. Se usaron dos tamaños de microelectrodos de disco de Pt (diámetro 25 µm y 4 µm) como puntas SECM. La distancia entre el microelectrodo de punta de platino y el sustrato semitransparente de α-Fe2O3 se ajustó mediante el método de aproximación (toque) y retracción con la ayuda del microscopio óptico invertido19. La estrecha profundidad de campo (< 1 µm) para el objetivo de 100 X permitió un enfoque preciso en la muestra o en la punta. El tornillo micrométrico del microscopio tiene una escala con una precisión de 1 µm. La distancia de la punta a la muestra se puede medir restando las posiciones de los tornillos micrométricos cuando se enfoca en la muestra y en la punta. La vaina de vidrio aislante de la punta se colocó para estar en contacto con el sustrato de α-Fe2O3 y luego se retrajo 10 µm usando el motor piezoeléctrico. La distancia de 10 µm se verificó por lectura óptica. En consecuencia, se proyecta que la intensidad de la luz que llega al sustrato será de 25, 35 y 45 mW cm−2 para lentes objetivo con aumentos de 100 ×, 50 × y 20 ×, respectivamente. El análisis de datos SECM se llevó a cabo utilizando el software MIRA20.

Ilustración esquemática de la configuración de SECM y parte ampliada del sustrato α-Fe2O3 y el microelectrodo que muestra la reacción fotoelectroquímica y de reducción de oxígeno, respectivamente.

La preparación electrolítica de α-Fe2O3 se realiza mediante deposición catódica Fig. 2a17. El proceso consiste en la precipitación de Fe3+ con HO− para formar Fe(OH)3, y luego la formación de Fe2O3 a partir de la evaporación de H2O durante el proceso de recocido:

(a) Curva de cronopotenciometría de la deposición de α-Fe2O3 a una densidad de corriente de − 1 mA cm−2. (Imágenes ópticas insertadas de la película resultante antes del recocido (izquierda) y después del recocido (derecha)), (b) patrones XRD de vidrio ITO y α-Fe2O3 en vidrio ITO, (c) espectro de exploración XPS de α-Fe2O3 en ITO-Glass y (d) espectros XPS de In 3p y Fe 2p.

En ITO, la reducción de agua y el cambio de iones férricos en iones ferrosos ocurren simultáneamente. La reducción de agua altera el pH local en el electrodo, provocando la precipitación del hidróxido. Hay una disminución de la corriente con el tiempo y, finalmente, los soportes saturados participan por completo de la superficie en la deposición electroquímica. Desde un punto de vista electroquímico, se denomina proceso de carga. El primer régimen (0 a ~ 10 s) en la cronopotenciometría de la Fig. 1a se debe al agotamiento de oxígeno cerca del electrodo. Más tarde, > ca. 10 s, comienza la reducción de agua (Ec. 1), lo que requiere un sobrepotencial creciente debido a la alcalinización local cerca del electrodo. Después de ca. 55 s, se forma hidróxido de hierro y el potencial se estabiliza. La producción de hematites también se ve favorecida por la reducción de oxígeno en el cátodo, lo que provoca un aumento local del pH. La electrodeposición catódica galvanostática provoca la creación de una fina capa de color marrón en la superficie de ITO transparente (Fig. 2a-imagen del recuadro izquierdo). Después del recocido, una película de color marrón se convierte en una película translúcida de color naranja amarillento, muy probablemente como resultado de la evaporación de la humedad y la conversión de hidróxido en óxido (Fig. 2a-Imagen insertada a la derecha). Se usó difracción de rayos X para caracterizar el producto terminado después del recocido. Se empleó vidrio e ITO como referencia del sustrato para verificar la formación del producto. Un pico prominente a 33,15°21 y la supresión del pico ITO a 21,25°, 30,39°, 35,35°, 50,76° y 60,25° son evidencia de la deposición de una película delgada de Fe2O3 (Fig. 1b). Debido a la falta de cristalinidad, la calidad del pico ancho a 24,5°, que se relaciona con el vidrio, permanece sin cambios. Varios elementos vistos en el espectro XPS de estudio general, incluidos Fe y O, se derivan de α-Fe2O3, mientras que In, Sn y O son componentes de ITO (Fig. 2c). Además, XPS también podría detectar C como una impureza superficial. Dos picos principales, correspondientes a Fe 2p3/2 y Fe 2p1/2, se ven como una propiedad distintiva de Fe a energías de enlace de 710,93 y 724,6 eV, respectivamente (Fig. 2d).

La superficie de α-Fe2O3 se estudió mediante microscopía electrónica de barrido. De bajo a alto aumento de imágenes SEM, la superficie de la película es muy uniforme con morfología granular, y cada gránulo tiene un tamaño de nanoescala (Fig. 3a-c). Los elementos Fe y O están claramente presentes en el mapeo EDS de la superficie (Fig. 3d-f).

(a–c) imágenes SEM de α-Fe2O3 con diferentes aumentos, (d–f) imagen SEM (d) y mapas EDS de Fe (e) y O (f).

La capa resultante de la deposición electroquímica se examinó mediante espectroscopia UV-vis para comprobar su absorbancia de luz. Después del recocido, se notó que la película se volvió menos opaca en todo el espectro analizado, como se muestra en la Fig. 4a. Además, el espectro revela un pico de absorción claro (350–550 nm), que respalda la generación de banda prohibida distinta y deseada. Por lo general, la película puede absorber una amplia gama de longitudes de onda con una banda prohibida distinta, lo cual es crucial para convertir la energía luminosa en combustible y/o energía. La fotoelectroquímica de la película resultante se realizó en NaOH 0,5 M bajo radiación UV-Vis. De acuerdo con la Fig. 4b, la voltamperometría de barrido lineal (LSV) como prueba fotoelectroquímica revela una fotocorriente considerable para potenciales superiores a ca. 0,3 V. En presencia de luz, el potencial de inicio para la división del agua se conmuta22. El potencial de inicio de la división del agua es de 0,5 V en completa oscuridad y cambia a 0,35 V en la luz. La cronoamperometría demuestra un aumento de seis veces en la corriente en presencia de luz (Fig. 4c) que es coherente con el resultado de LSV, lo que confirma la reacción fotocatalítica a 0,5 V.

(a) espectros UV-Vis de α-Fe2O3 antes (1) y después (2) del recocido, (b) curva de voltamperometría de barrido lineal en condiciones de oscuridad (1) y luz (2) c) Curva cronoamperométrica de α-Fe2O3 en condiciones de condiciones de encendido y apagado de luz a un potencial de 0,5 V y d) gráfico de Nyquist en condiciones de oscuridad (1) y luz (2) en un rango de frecuencia de 0,5 M NaOH de 0,1 Hz a 10 kHz y una amplitud de 5 mV CA RMS. El área del electrodo expuesto es de 1,5 cm2.

El análisis de espectroscopía de impedancia revela la mayor factibilidad de transferencia de carga de α-Fe2O3 en presencia de luz en comparación con la condición de oscuridad, validando los resultados de LSV y cronoamperometría (Fig. 4d). Los resultados de la fotoelectroquímica respaldan la actividad del fotoánodo para la oxidación del agua inducida por la luz. Esta propiedad y la transparencia de α-Fe2O3 nos animó a analizar la fotoactividad localizada con SECM.

La superficie inicial del sustrato, que tiene una exposición a la luz de aproximadamente 35 μm, se enfocó para analizar la superficie del sustrato α-Fe2O3 utilizando SECM (Fig. 5a). Los microelectrodos con un radio de 2 μm se están acercando lo suficiente entre sí para estar separados aproximadamente por 10 μm.

(a) Imagen óptica del sustrato α-Fe2O3 iluminado con un objetivo de 100 × con diafragma de apertura hexagonal cerrada. El punto borroso más brillante es un microelectrodo de Pt de 2 μm de radio colocado 10 μm por encima de la muestra. (b) Voltamograma cíclico de la micropunta en NaOH 0,5 M a una velocidad de exploración de 25 mV/s. ( c ) Exploración SECM de muestra flotante iluminada (sin aplicar ningún sesgo). ( d ) escaneo SECM con iluminación en la condición sesgada al fotoánodo. Electrolito: NaOH 0,5 M, potencial de la muestra: 0,7 V, potencial de la punta − 0,6 V. Velocidad de exploración: 10 µm/s.

La actividad del microelectrodo se comprobó mediante voltamperometría cíclica (Fig. 5b). Se encontró que su potencial apropiado para la reducción de oxígeno que limita la difusión sin reducción de agua está en el rango de -0,4 V a -0,6 V. Para potenciales más negativos que -0,6 V comienza la evolución de hidrógeno, lo que debe evitarse en más experimentos SECM. La superficie se escaneó inicialmente mientras el sustrato (fotoánodo) no estaba polarizado (desconectado del amplificador de corriente). La muestra inactiva estaba obstaculizando la difusión de oxígeno a la punta SECM. Según la Fig. 5c, la superficie es heterogénea en términos de topografía. No homogeneidades similares son visibles en micrografías SEM (Fig. 3d). Las faltas de homogeneidad microscópicas también son visibles con microscopía óptica (Fig. 5a). El producto de la reducción de oxígeno de 4 electrones en la punta es agua, es decir, el disolvente, cuya concentración no cambia localmente debido a la reducción de la punta. Las pequeñas variaciones de corriente de punta de ca. 80 pA en la punta del microelectrodo son causados ​​por pequeñas variaciones en la altura de la capa de hematites. No se ve ninguna señal clara para las posiciones de la punta sobre el área iluminada. Esto muestra que solo la iluminación, sin polarización eléctrica, no es capaz de inducir el desprendimiento de oxígeno. La aplicación de polarización (+ 0,7 V) al fotoánodo junto con la luz muestra claramente una zona fotoactiva de evolución de oxígeno correspondiente a una forma hexagonal de área iluminada (diafragma de apertura utilizado para confinar el área de muestra iluminada para evitar destellos y pérdida de contraste causada por la luz reflejada desde la muestra fuera del campo observado en metalografía). La parte restante más allá del área de forma hexagonal altamente iluminada también está parcialmente iluminada por la luz dispersada, por lo que las corrientes de punta catódica correspondientes a la reducción de oxígeno generada en la muestra son más altas que para la muestra imparcial. La generación lenta de oxígeno también ocurre en una muestra no iluminada pero polarizada a + 0,7 V (Fig. 5b). Las faltas de homogeneidad también son visibles para el fotoánodo polarizado (Fig. 5d).

Mientras que un escaneo de área más amplia que emplea un microelectrodo de Pt pequeño proporciona una resolución lateral más alta y es útil para comprender la heterogeneidad de la superficie, un microelectrodo más grande proporciona una mayor sensibilidad y eficiencia de recolección, siendo más práctico para obtener información cuantitativa. Para estimar el flujo de oxígeno fotogenerado, el área de la superficie iluminada se escaneó utilizando un microelectrodo de Pt con un radio de 12,5 µm de componente metálico. El escaneo SECM se realizó 10 µm por encima del sustrato α-Fe2O3 iluminado de la misma manera que en el experimento descrito anteriormente. La superficie del microelectrodo es visible cuando pasa por encima del sustrato iluminado durante el proceso de escaneo (Fig. 6a) (información de apoyo Video S1 20 × acelerado). La corriente de punta catódica registrada es más alta para la posición de la punta por encima del centro del punto iluminado. Disminuye a medida que el microelectrodo avanza más allá del área iluminada, casi idéntica a la corriente registrada sin iluminación. A pesar de una resolución lateral más baja cuando se escanea con un microelectrodo más grande, la señal promediada se parece a un punto circular del tamaño de un micrómetro escaneado con el modo de generación de sustrato/recolección de puntas, como se muestra en la Fig. 6b23,24.

(a) Imagen óptica del sustrato α-Fe2O3 iluminado con un objetivo de 100 × con diafragma de apertura hexagonal cerrada. La parte más brillante corresponde a la luz reflejada por un microelectrodo de Pt de 12,5 μm (radio) colocado 10 μm por encima de la muestra. (b) Imagen SECM (modo SG/TC) de la parte iluminada de la muestra de α-Fe2O3. Electrolito: NaOH 0,5 M, potencial de muestra: + 0,7 V, potencial de punta: − 0,6 V, velocidad de exploración: 10 µm/s. ( c ) Sección transversal experimental y ajustada indicada Imagen interpolada insertada de ( b ) con línea blanca que muestra la extracción de la sección transversal, ( d ) la tabla representa los parámetros ajustados.

Se extrajo de la imagen interpolada un escaneo de línea horizontal sobre el centro de la parte iluminada de la muestra (Fig. 6c).

La curva extraída se ajustó a la siguiente ecuación para una exploración de línea horizontal sobre una fuente de microdisco del analito25 generado aquí oxígeno:

El ajuste de los datos al modelo teórico con la ayuda del software MIRA da como resultado la concentración superficial de oxígeno evolucionado en el micropunto iluminado de la muestra (CS). La reducción de oxígeno es un proceso de 4 electrones en el microelectrodo, por lo que n = 4, el coeficiente de difusión de oxígeno (D) es 1,76 × 10−5 cm2 s−126. \(r_{{\text{T}}}\) es el radio del microelectrodo, es decir, 12,5 μm. \(\xi\) es el factor adimensional que describe un cambio en la concentración de oxígeno verticalmente (d—distancia) y horizontalmente (Δx = x-x0) desde el centro del punto. El ajuste de mínimos cuadrados no lineales da como resultado los siguientes parámetros: nFDrTCS = − 0,51 nA, \(x_{0}\) = 53,3 µm, rS (radio del área de muestra iluminada) = 15,3 µm, ioffset = − 8,1 nA. La distancia vertical entre el sustrato y el microelectrodo se fijó en d = 10 µm (no ajustado). El valor de la corriente compensada ioffset representa la reducción del oxígeno inicialmente presente en el electrolito y también generado en la parte no iluminada de la muestra polarizada a + 0,7 V. Así, el parámetro obtenido CS es una concentración en exceso de oxígeno fotogenerado. Este exceso de concentración superficial de oxígeno es de 60 µM. Con base en la siguiente ecuación, se puede calcular el valor del flujo de oxígeno:

Asumiendo el flujo uniforme a lo largo de la región iluminada, la tasa de generación se puede calcular a partir de la siguiente ecuación

El flujo de oxígeno correspondiente a ~ 1,2 µA/cm2 a 0,7 V para un gran fotoánodo iluminado (Fig. 3b, corriente oscura restada), de acuerdo con las leyes de electrólisis de Faraday, es aprox. 3,1 pmol s−1 cm−2 (ca. 426 veces menor). Es difícil comparar estos flujos porque se usaron diferentes fuentes de luz para la iluminación de la muestra. En el caso de la iluminación local del tamaño de un micrómetro con SECM, el transporte de masa hemisférico de los reactivos frente al lineal con el electrodo más grande también puede desempeñar un papel. Este método de estimación del exceso de concentración de oxígeno fotogenerado y su flujo es muy conveniente para evaluar la contribución de la luz al proceso general en el fotoánodo. Debido al pequeño tamaño del área iluminada de la muestra, la difusión hemisférica del oxígeno generado provoca condiciones convenientes de transporte de masa. Esto es especialmente importante para altas tasas de evolución de oxígeno, donde en muestras más grandes, la sobresaturación y la formación de la fase gaseosa son problemáticas. Este método también puede ser conveniente para el análisis por lotes de conjuntos de muestras pequeñas.

Presentamos una técnica simple para el sondeo local de procesos fotoelectroquímicos. La idea básica detrás de estas técnicas es el análisis SECM de muestras (semi)transparentes iluminadas localmente usando un microscopio óptico invertido. El exceso de concentración local obtenido de oxígeno fotogenerado y su flujo están relacionados únicamente con la iluminación. La señal de fondo del oxígeno presente en el electrolito y generada en las partes no iluminadas de la muestra se resta en el procedimiento de ajuste. La eficacia de la fotocatálisis se caracterizó precisamente por datos cuantitativos sobre la evolución del oxígeno. Aunque presentamos este método en un ejemplo de un fotoánodo, también se puede aplicar para el análisis de fotocátodos e interfaces activas para las fotorreacciones (por ejemplo, la fotosíntesis) que no son electrodos. Sugerimos una configuración SECM con nanoelectrodos y radiación láser enfocada para localizar las partes fotoactivas de los materiales nanoestructurados.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Roguska, A., Leśniewski, A., Opallo, M. y Nogala, W. Reducción de oxígeno electrocatalítica sin mediadores con catalasa en microelectrodos de amalgama de mercurio y oro. electroquímica común 133, 107167 (2021).

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BG reconoce la financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en el marco del Acuerdo de subvención Marie Skłodowska-Curie n.º 847413. El trabajo científico se publicó como parte de un proyecto internacional cofinanciado fundado a partir del programa del Ministerio de Ciencia y Educación Superior titulado " PMW" en los años 2020-2024; Acuerdo N° 5005/H2020-MSCA-COFUND/2019/2. WN agradece al Centro Nacional de Ciencias, Polonia Subvención 2016/23/B/ST4/02868 por financiar el equipo utilizado en este trabajo.

Instituto de Química Física, Academia Polaca de Ciencias, Kasprzaka 44/52, 01-224, Varsovia, Polonia

Bhavana Gupta, Ariba Aziz, Shashank Sundriyal, Vishal Shrivastav, Ambrose A. Melvin, Marcin Holdynski y Wojciech Nogala

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BG y WN originaron la idea, recopilaron datos y escribieron el artículo. AA prepara la película delgada de α-Fe2O3 y analiza los datos de SECM. SS, VS y AAM ayudan en el análisis de datos fisicoquímicos y la edición de artículos. MH llevó a cabo la caracterización XPS y SEM.

Correspondencia a Bhavana Gupta o Wojciech Nogala.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Vídeo complementario 1.

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Reimpresiones y permisos

Gupta, B., Aziz, A., Sundriyal, S. et al. Evaluación del flujo de oxígeno local producido por oxidación fotoelectroquímica de hidróxido mediante microscopía electroquímica de barrido. Informe científico 13, 5019 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32210-6

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Recibido: 25 enero 2023

Aceptado: 24 de marzo de 2023

Publicado: 28 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-32210-6

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