Depozice atomárních vrstev fotoelektrokatalytického materiálu na 3D tištěné uhlíkové nanostruktury.

3D-printing is an excellent tool for the prototyping and fabrication of a variety of devices. The ability to rapidly create on demand structures opens the vast possibilities for the innovations in catalysis and energy conversion/storage devices. The major bottleneck is that the materials which are suitable for 3D-printing usually do not possess the required energy conversion/storage ability. Atomic layer deposition (ALD) strategically offers homogeneous and conformal deposition of functional layers without compromising the 3D topography. Here, we show that readily fabricated fused deposition modeling extruded nanocarbon/polylactic acid (PLA) electrodes can be modified by a photoelectrocatalytic material with atomic precision. We use an archetypal material, MoS2, with high electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) activity, whilst possesses high photons absorption in the visible spectral region. We optimized the ALD process at low temperature to coat 3D-printed nanocarbon/PLA electrodes with different number of MoS2 ALD cycles for photoelectrocatalytic HER. We present for the first time, the feasibility of low temperature transition metal dichalcogenide coatings on 3D-printed nanocarbon surface, unequivocally elevate the benchmark of functional coatings by ALD on any 3D-printed platforms.3D tisk je excelentní nástroj pro přípravu prototypů a výrobu různých zařízení. Schopnost tohoto tisku rychle připravit požadované struktury otevírá možnosti pro inovaci v katalýze a zařízení na přemenu a uchování energie. Hlavní nevýhodou 3D tištěných materiálů zůstává jejich nedostatečná stabilita pro tyto aplikace. Depozice atomárních vrstev je strategická v tom, že nabízí homogenní a rovnoměrnou depozici funkčních vrstev bez kompromisů s ohledem na 3D tvarovost. V této práci ukazujeme, že elektrody na bázi směsi nanouhlíku a kyseliny polymléčné (PLA) tištěné 3D technologií filamentů bez formy mohou být modifikovýny fotoelektrokatalytickým materiálem s atomární přesností. Použili jsme pro tento účel typický materiál - MoS2 - který disponuje vysokou elektrokatalytickou aktivitou pro vývoj vodíku (HER), a který zároveň vykazuje vysokou absorpci fotonů ve viditelné spektrální oblasti. Optimalizovali jsme ALD proces při nízké teplotě s cílem pokrýt elektrody na bázi nanouhlíku/PLA s různými počty ALD MoS2 cyklů pro fotokatalytickou reakci HER. V této práci poprvé představujeme možnosti pokrýtí 3D tisknutých elektrod chalkogenidy kovů, které jednoznačně posouvají měřítko funkčních ALD vrstev na jakékoliv 3D tisknuté platformě