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太阳能光电催化制氢突破性进展
发布于:2017-8-12 11:40:44    文字:【】【】【

针对一些需要直接利用光伏制取氢气的应用环境,为更有效的利用新能源,TG淘金研发团队进行了光电催化制氢的研究,从而避免“光伏——电——氢”转化的能量损耗。现阶段直接利用太阳能进行制氢较为成熟的理论主要为光电化学分解法:典型的光电化学分解技术由光阳极和阴极构成。光阳极通常为光半导体材料,受光激发可以产生电子空穴对,光阳极和对极(阴极)组成光电化学池,在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向阴极,水中的氢离子从阴极上接受电子产生氢气。

二氧化钛是一种稳定的半导体材料,常应用于光电水解制氢技术,但是这种材料所制成的电极仅可以吸收部分短波紫外线进行制氢(阳光中紫外线仅占2%),同时,能级带隙较宽,最终导致制氢效率较低。很多研究学者或机构均提出二氧化钛改性研究,希望通过掺杂其他元素等手段可以提高二氧化钛电极光解制氢的效率,但是发现无法保留其稳定和惰性的特点,如果应用于工业生产则无法保证寿命。

基于上述理论基础,研发本团队展开了新型光催化材料的研究。通过降低光解的能带隙,改变电极光学特性,同时提高电极可吸收光波长范围,最终完成了新型光解催化制氢电极的研究,并成功制备出样机。

测试表明,TG淘金光电催化制氢设备可以在紫外线和长波蓝光高效水解制氢,新型电极可以将90%以上的紫外线吸收并转化为电子,也可以吸收可见光中的丰富的蓝光来进行水解制氢,同时材料在光解过程中性能稳定,保证了设备的寿命。TG淘金是世界首家完成从理论到实践,实现技术商业化,同时完成样机的公司。

脚注信息
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