光电催化海水分解制氢
发布时间：2021-11-04 22:40
自20世纪70年代以来,利用阳光将水分解,从而将太阳能转换为清洁可再生的氢气燃料成为人们关注的焦点。太阳能是取之不尽用之不竭的能源,而海水是地球上最丰富且易获取的自然资源,利用光电催化海水分解制氢成为目前解决实际能源问题和缓解淡水资源短缺的理想途径之一。本文总结了目前为止探索过光电催化分解海水制取氢气的研究工作,对研究内容和机理进行了梳理分析,并对光电催化海水制氢这一领域进行了展望。
【文章来源】：化学进展. 2020,32(09)北大核心SCICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
光电催化工作原理模型图[13]
2018年Kim等[22]报道了“三系统”间接光电催化海水制氢,“三系统”还具有淡化海水和降解污水(尿素)的功能。如图3所示,中间系统为海水区域,海水中的Na+和Cl-会分别迁移到光阴极和光阳极,从而实现海水淡化的效果;左侧为光阳极室,电极为TiO2纳米棒簇,Cl-会在这里被氧化成活性氯物种(RCS),如:Cl 2 - 和HClO/ClO-,这些RCS进行污水处理;右侧为光阴极室,Pt电极,K2SO4充当电解液,随着Na+的进入,光阴极室中的电导率增加,加速电荷运动,从而间接地催化海水分解制氢。在AM 1.5 G照射下,外加0.5 V vs SEC电压,光生电流为2.3 mA·cm-2。图4 In2S3/ANP/RND结构图[17]
图3 “三系统”结构图[22]2018年Yang等[17]报道的电流密度排在第四位,他们合成了锐钛矿纳米颗粒(ANP)与树突状金红石(RND)复合材料ANP/RND,材料之间形成异质结。为了追求高性能,进一步加快电荷转移,他们在上述材料上沉积了一层In2S3,构成了双异质结In2S3/ANP/RND作光阳极催化剂,如图4所示。以海盐溶液形成的人工海水作电解质,AM 1.5 G下,1.23 V vs RHE偏压,光电催化模拟海水(红海海盐溶液)产生的电流密度为1.57 mA·cm-2,并且4 h内电流密度保持恒定。
本文编号：3476542
【文章来源】：化学进展. 2020,32(09)北大核心SCICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
光电催化工作原理模型图[13]
2018年Kim等[22]报道了“三系统”间接光电催化海水制氢,“三系统”还具有淡化海水和降解污水(尿素)的功能。如图3所示,中间系统为海水区域,海水中的Na+和Cl-会分别迁移到光阴极和光阳极,从而实现海水淡化的效果;左侧为光阳极室,电极为TiO2纳米棒簇,Cl-会在这里被氧化成活性氯物种(RCS),如:Cl 2 - 和HClO/ClO-,这些RCS进行污水处理;右侧为光阴极室,Pt电极,K2SO4充当电解液,随着Na+的进入,光阴极室中的电导率增加,加速电荷运动,从而间接地催化海水分解制氢。在AM 1.5 G照射下,外加0.5 V vs SEC电压,光生电流为2.3 mA·cm-2。图4 In2S3/ANP/RND结构图[17]
图3 “三系统”结构图[22]2018年Yang等[17]报道的电流密度排在第四位,他们合成了锐钛矿纳米颗粒(ANP)与树突状金红石(RND)复合材料ANP/RND,材料之间形成异质结。为了追求高性能,进一步加快电荷转移,他们在上述材料上沉积了一层In2S3,构成了双异质结In2S3/ANP/RND作光阳极催化剂,如图4所示。以海盐溶液形成的人工海水作电解质,AM 1.5 G下,1.23 V vs RHE偏压,光电催化模拟海水(红海海盐溶液)产生的电流密度为1.57 mA·cm-2,并且4 h内电流密度保持恒定。
本文编号：3476542
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