光强对光电化学法分解水制氢的影响

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1、光强对光电化学法分解水制氢的影响摘要：氢气被认为是最理想的清洁能源，因其对环境无污染。利用免费而且无限量的太阳能通过光电催化分解水的方法制取氢被认为是最具有前景的制氢方法。光电化学分解水制氢气是太阳能制氢研究的一个重要组成部分,近年来通过对光电化学中光阳极材料的进一步深化,光电化学制氢的研究取得了巨大的进展。本文以纳米二氧化钛作为光阳极，利用其耐光腐蚀和化学稳定性好的优点来测试不同的光强辐射对我们光电系统制氢效率的影响。关键词：太阳能；光电化学分解；纳米二氧化钛Effectsoflightintensityonthephotoe

2、lectrochemicaldecompositionofwatertohydrogenAbstract:As we all know,hydrogen is considered as an ideal clean energy,  because of its no pollution to the environment. With using the method of free and limitless solar energy through the photoelectric catalytic decompos

3、ition of water to produce hydrogen is considered to be the most promising method for hydrogen production. The photoelectrochemical water splitting into hydrogen is an important part of solar hydrogenproduction, in recent years through the further deepening of the pho

4、toelectrochemical light anode materials, has made great progress in photoelectrochemical hydrogen production.In this paper, the nanotitanium dioxide was used as anode, using its corrosion resistance and good chemical stability to test the different light radiation im

5、pact on our law system of the photoelectric efficiency of hydrogen productionKeyword:Solarenergy;Thephotoelectrochemicaldecomposition;Nanotitaniumdioxide1引言氢气因其对环境无污染被认为是最理想的清洁能源。在传统的制取氢气的方法当中，化石燃料的制取约占全球制氢数量的90%，这种方法主要是利用变压吸附以及蒸汽转化相结合的方法制取高纯度的氢。利用电能制取氢也占有一定的比例。但上述两种

6、方式，制取高纯度的氢时能耗大，污染大。在近些年来的研究中，利用免费而且无限量的太阳能通过光电催化分解水的方法制取氢被认为是最具有前景的制氢方法。光电化学分解水制氢是太阳能制氢研究的一个重要组成之一,由光阳极和对极阴极所组成的典型的光电化学分解太阳能池，在有电解质存在下的光阳极在吸收光后通过半导体带上电子由外电路流向阴极，水中的氢离子会从阴极上接受电子从而产生氢气。其中，光阳极通常是光半导体材料，其收到激发后可以产生电子空穴对，光阳极半导体是影响制取氢气最关键的影响因素，半导体材料应尽可能多的吸收可见光减少。本实验选用纳米二氧化钛

7、作为光阳极材料，二氧化钛价格便宜、无毒且原料易得，主要有抗光腐蚀性等优点。但二氧化钛的禁带宽度较宽,对太阳能的利用率并不是很高,因此限制了二氧化钛在太阳能制氢中的实际应用。本实验通过溶胶-凝胶对二氧化钛进行修饰来提高其对光电转换的效率。二氧化钛作为太阳能光电制氢系统的阳极时，能够产生0.7-0.9V的电压，所以使水裂解就必须施加一定的偏压。在太阳能制氢系统中施加偏压主要有利用太阳能增加外部偏压和在太阳能池内部施加偏压的两种方法，由这两种方法可将太阳能电化学分解水制氢分为一步法和两步法。将催化电极加在太阳电池的两个电极板上的是一步

8、法，它是利用太阳电极所产生的电压降直接的将水分解为氢气和氧气。两步法是将太阳能光电转化与电化学转化分为两个独立的过程进行的，这种方法将多个太阳能池通过串联以使每一个都满足电解水所需要的电压。两步法虽然可以在系统中分别选出较优的电化学电极材料和转化率高的太阳能电池