微电极在光解水催化产氢领域的应用

下载地址: 微电极在光解水催化产氢领域的应用

A Dye-Sensitized Photoelectrochemical Tandem Cell for Light Driven Hydrogen Production from Water

光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径，是当前研究热点。长期以来，人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。光解催化分解水所产生的氢气的效率与体系中的氢气浓度成一定的相关性，本研究应用了unisense氢气微电极测试PEC电池中的铂阴极密闭空间产生的氢气的量计算PEC电池的制氢效率，unsisense微电极测试氢响应速度很快，实现了对于PEC电池光电催化分解水产氢的实时监测。

        光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径，是当前研究热点。长期以来，人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。光催化制氢主要有非均相光催化制氢( HPC) 和光电催化制氢( PEC) ，不同的体系具有各自的优缺点和应用范围。新型高效的PEC -PV( 光伏) 耦合光化学转化系统有望成为光解水制实现工业化提供一种重要的发展途径。本研究方案主要研究了一种与染料敏化太阳能电池相结合形成的串联体系的光化学反应电池类型，PEC电池的光电阴极首次采用了n型材料，研究这类串联型电池分解水制氢和制氧的性能。

染料敏化太阳能电池与光电催化制氢电池组合的串联型装置结构以及电池运行原理示意图

   串联光电化学分解水设备含有两个光吸收电极能够吸收所需的太阳能光谱产生的电压将水转换为氢气和氧气，其效率高于传统的单一吸收系统。研究人员开发了一种串联电池，用染料敏化太阳能电池为染料敏化光电化学电池（DSPEC）提供能源。DSPEC的光电阳极包含三联吡啶钌（Ⅱ）型发色团和基于水催化氧化的分子钌。染料敏化光电催化化学电池系统中利用两个红色吸收染料敏化太阳能电池进行了测试。组成的串联配置的DSPEC和基于D35/[Co(bpy)3]3+/2+的DSC电池组合表现出较好的整体性能，用于作为能量输入模拟太阳能照明实现了催化分解水产氢，其中产氢的性能主要使用的unisense氢气微电极进行测试，由于unsisense微电极测试氢响应速度很快，实现了对于PEC电池光电催化分解水产氢的实时监测。