mini|320x320px|Bor-dotierte Diamantelektroden (BDD Elektroden). Die BDD Schicht wurde mithilfe von chemischer Gasphasenabscheidung auf dem Trägermaterial (Silicium) aufgebracht. Als Bor-dotierte Diamantelektroden (BDD, engl. boron-doped diamond electrodes) bezeichnet man ein Halbleiter-Elektrodenmaterial, welches vielfältige Anwendung in der Elektrochemie findet.
Herstellung BDD wird durch chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD-Verfahren) auf einem Trägermaterial (meist Silicium) hergestellt. Hierfür wird üblicherweise eine Mischung aus Diboran und Methan in einem Mikrowellenofen erhitzt.
Eigenschaften und Verwendung Während Diamant ein Nichtleiter ist, resultieren aus der Dotierung mit Bor die Halbleitereigenschaften von BDD. Die Bandlücke von BDD beträgt ungefähr 5.5 eV. BDD Elektroden zeichnen sich durch eine vergleichsweise hohe Überspannung für die Sauerstoffentwicklung sowie die Wasserstoffentwicklung aus. Dies bedeutet, dass Elektrolyse mit BDD Elektroden ein großes elektrochemisches Stabilitätsfenster ermöglicht, welches zum Beispiel für Elektrosynthese genutzt werden kann. Aufgrund dessen können BDD Elektroden zur Reinigung von Abwässern verwendet werden, indem durch Elektrolyse in wässriger Lösung Ozon gebildet wird, was als sehr starkes Oxidationsmittel desinfektive Wirkung entfaltet. BDD Elektroden können durch Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Schwefelsäure gereinigt werden. Da als Trägermaterial für BDD Elektroden meist Silicium verwendet wird, sind BDD Elektroden vergleichsweise spröde.
Literatur Nianjun Yang (Ed.): Novel Aspects of Diamond: From Growth to Applications. Springer Nature Switzerland AG 2019. ISBN 978-3-030-12468-7.
Einzelnachweise
Kategorie:Halbleiter Kategorie:Elektrode (Elektrochemie)