Vesi Fotolüüs Vesiniku Tootmiseks

Vesinikku peetakse ideaalseks energiaallikaks, aga kui vesinik eemaldatakse kuumutamise või elektrilise lagunemise meetodi abil, on energiatarbimine protsessis suurem kui vesinikuenergia, põhjustades sellega väga suuri kulutusi, mis on rohkem kahju kui hea. Seepärast on vesiniku tootmiseks sobiv ja odav viis saada soov, mida teadlased unistasid. Keemilise või päikeseenergia fotokatalüütiline vee lagunemine on kõige atraktiivsem taastuva vesiniku tootmine ja oksiid pooljuht kui fotokatalüsaator vee eraldamiseks, et toota vesinikku päikesevalguse abil, on otsene kasutamine tuntud kui "21. sajandi unistuste tehnoloogia".

Vesi fotolüüs vesinikutehnoloogias algas 1972. aastal, kaks Fujishima A ja Honda K Tokyo ülikooli professorid teatasid esiteks, et nad leidsid, et titaandioksiidide elektroodi monokristallilise lagunemise nähtus tekitab vesinikku, mis näitab vee lagunemise võimalust otse päikeseenergia abil vesinikku, samuti avastab päikeseenergia abil vee jagamise uurimistee. Veekoguse elektrolüüsi teel vee pooljuht-fotokatalüütilisse lagunemisesse kujunes vesiniku heterogeenseks fotokatalüütiks ja fotokatalüsaatorite leidmiseks titaandioksiidist väljaspool on suurenenud fotokatalüütiline vee eraldamise meetod ja see on teinud märkimisväärseid edusamme fotokatalüsaatori sünteesimisel, modifitseerimisel.

Aastal 1976 kasutas Hodes esmakordselt WO 3 kerget vee jagamise süsteemi, alates sellest ajast on inimesed käivitanud WO 3 vee fotolüüsi süsteemis laia valiku. Tänu WO3 ettevalmistusmeetodite pidevale täiustamisele ja uurimistegevuse süvendamisele avastati, et nanostruktuurid WO 3 omavad paremat fotokatalüütilisi omadusi ja on seetõttu toonud kaasa palju uurimistöid. Cristino ja nende meeskond kasutavad anodeeritud metallist W-lehte WO 3 fotoanoodi valmistamiseks, millel on fotoelektrokeemiline jõudlus, suurepärane laengu transpordi dünaamika, kõrge vesiniku saagis.

Nanomeetriliste pooljuhtmaterjalide peamine põhjus on suur tähelepanu:

1. Võrreldes puistematerjaliga, on nano pooljuhikul suurem spetsiifiline pindala, võib tulemuslikult parandada ümberarvestuskurssi;

2. Nanomeetri pooljuhtmaterjalil on kõrge energiakonverter ja potentsiaal on tohutu.

Paljud anoodi materjalisüsteemid põhinevad nanomeetrilisel pooljuhtmaterjalil, nagu kaadmium sulfiid (CdS), volframtrioksiid (WO 3), raudoksiid (Fe 2 O 3) ja nii edasi.

Volframtrioksiidil on väike takistuskaabel ja see näitab hästi nähtavat valgust, mis kasutab rohkem päikesevalgust, seega on fotogeenset elektroni suurepärane korrosioonikindlus ja transpordiomadused; aga volframtrioksiidi juhtivuse piirkonna tõttu on elektroodi potentsiaal + 0,4 V, mis on positiivne vee eraldava alanemise poolreaktsiooni H 2 / H 2 O elektroodide potentsiaalile, mistõttu seda ei saa kasutada vesiniku vesiniku genereerimiseks fotolüüsides termodünaamikat, kuid seda saab kasutada vee fotolüüsiks hapnikku. Teadus näitab, et sujuvuse rakendamine aitab fotogeneraatoriga elektronide süstimist vesimolekulidesse, siis kasutatakse fotokatalüütilise vesiniku evolutsiooni jaoks veesüsteemide WO 3 fotolüüsi korral asjakohast kõrvalekaldumist.

Du Junping ja tema meeskond valmistasid WO 3 katalüütilist materjali tahke faasi paagutamise teel legeeritud tseerium (Ce) erinevate koguste abil, katselised tulemused näitasid, et õiguspärasus, Sega dopingu spektraalse vastuse ulatus volframtrioksiidile nähtava ala laiendamiseks; lisaks, tsüriin ei põhjusta uut fluorestsentsi nähtust, võib parandada sobivat tsüriumi legeeritud volframtrioksiidi fotokatalüsaatori fluorestsentsi intensiivsust. Ce doping, suurendades hapniku vabanemist, omakorda kutsuvad Ce / WO3 fotokatalüsaatorit tootma rohkem • OH ja • O 2, suurendades seeläbi oluliselt kergete katalüütiliste aktiivsust.

Võrreldes titaandioksiidiga on WO 3 fotokatalüsaatoril madalamad vahemikud ja see on hea vastus nähtavale valgusele, võib kasutada rohkem päikeseenergiat; Veel võib fotokatalüütilise lagunemise reaalses reaktsioonisüsteemis WO 3 säilitada pika aja jooksul suurepärase valgustugevuse ja fotoelektrilise transpordiomaduse. Seega peetakse WO 3 ideaalseks vee katalüsaatori fotolüüsi ja näitab olulisi rakendusi päikese vees lõhestamise valdkonnas.