可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系制造技术

一种可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系，包括可见光响应的Bi2S3敏化的TiO2纳米管阵列薄膜光阳极、可见光响应的铂修饰硅电池片光阴极、电解质、可见光光源、石英反应池和石英集气管，光阳极和光阴极的材料均有良好的可见光吸收性能，其同时插入0.1～0.5M Na2S的电解质溶液中，并通过外部电路联通，开启可见光光源分别照射光阳极和光阴极，光阳极和光阴极分别发生电极反应并通过外电路形成回路，实现自偏压光电催化产氢与发电。本发明专利技术还公开了所述体系的制备方法。本发明专利技术能够应用于太阳能制氢并同时发电，具有可见光响应、产氢和发电效率优良、稳定性好和成本低的优点，对太阳能制氢和发电技术的开发具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系
本专利技术涉及太阳能利用系统，具体涉及一种可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系，属于新能源

技术介绍
由于世界经济的迅猛发展，人类对能源的需求日益增大。然而，以化石能源为基础的现代工业，正面临这种不可再生能源即将枯竭的事实。以光电催化为基础的太阳能制氢，是一种具有前景的新技术。光电催化分解水制氢系统，以双电极为基础，通过将光电极的光生电子或光生空穴通过外电路引到对电极，促进光生电荷的分离，而实现光电催化分解水制氢。但是现有的光电催化分解水产氢体系，均为单独的光电极接受光照射，且需要提供外加的偏电压，即提供额外的能量，因而限制了光的吸收及其分解水制氢的应用；此外研制可见光响应的、高效的光电极材料也一直是该领域研究的热点。2008年，HeliWang等提出了采用n型光阳极、p-型GaInP2作为光阴极的光电催化分解水制氢体系(J.Electrochem.Soc.2008,155,F91)，构建了双光电极光电催化分解水制氢体系，其与单光电极体系相比，可以提高体系对于太阳光的利用。但是所报道的光电催化分解水制氢体系，在A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系，包括光阳极、光阴极、电解质、可见光光源、石英反应池和石英集气管，其特征在于，所述的光阳极为可见光响应的Bi2S3敏化的TiO2纳米管阵列薄膜电极，所述的光阴极为可见光响应的铂修饰硅电池片电极，所述的电解质为0.1～0.5M的Na2S溶液；将所述的光阳极与光阴极同时插入所述的石英反应池中的所述的电解质中，并且通过外电路联通；开启所述可见光光源分别照射所述的光阳极和光阴极，此时所述的光阳极和光阴极分别发生电极反应并通过外电路形成回路，从而实现自偏压光电催化产氢与发电。

【技术特征摘要】
1.一种可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系，包括光阳极、光阴极、电解质、可见光光源、石英反应池和石英集气管，其特征在于，所述的光阳极为可见光响应的Bi2S3敏化的TiO2纳米管阵列薄膜电极，所述的光阴极为可见光响应的铂修饰硅电池片电极，所述的电解质为0.1～0.5M的Na2S溶液；将所述的光阳极与光阴极同时插入所述的石英反应池中的所述的电解质中，并且通过外电路连通；开启所述可见光光源分别照射所述的光阳极和光阴极，此时所述的光阳极和光阴极分别发生电极反应并通过外电路形成回路，从而实现自偏压光电催化产氢与发电。2.根据权利要求1所述的可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系，其特征在于，所述的可见光光源为模拟太阳光，光强为100mWcm-2。3.一种权利要求1所述的可见光响应的自偏压光电催化分解水产氢并发电的体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤包括：1)制备所述的可见光响应的Bi2S3敏化的TiO2纳米管阵列薄膜电极，其方法是：首先将洗净的金属钛板作为阳极，置于含0.5％氢氟酸的水溶液中，以铂电极为对电极，调节电压为20V，对金属钛板进行阳极氧化60分钟，得到由金属钛和钛表面的TiO2构成的钛基TiO2纳米管阵列材料，然后该钛基TiO2纳米管阵列材料经500℃高温烧结1小时后，得到具有锐钛矿相的TiO2纳米管阵列薄膜材料；以该具有锐钛矿相的TiO2纳米管阵列薄膜材料作为基底，通过旋转涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周保学，曾庆意，黄可，李雪瑾，魏冉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31