The utility model relates to a reaction device for hydrogen production by hydrolysis of a photoelectric chemical cell. The utility model comprises an electrolytic cell and a three electrode system electrolytic device, wherein the three electrode system electrolytic device comprises a working electrode, a reference electrode and a counter electrode with photoelectric response ability; the working electrode comprises a substrate, a TiO2 film, a 2D material layer and a 0d photosensitive material layer. The substrate is FTO, TiO2 is on the substrate, the 2D material layer is on the TiO2 film, and the 0d photosensitive material layer is on the 2D material layer; the working electrode is connected with the positive electrode and the reference electrode of the power supply through the substrate. The 0-dimensional photosensitive material layer of the utility model effectively increases the optical activity of the photoanode, widens the spectral absorption range, and effectively improves the carrier separation. As a highly conductive substrate loaded with 0-D photosensitive material layer, 2-D material layer can effectively improve the separation efficiency of electron hole pairs in photoanode. The electrode is fixed at the bottom of the cell through the bottom bracket, which improves the electrolysis efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种光电化学电池水解制氢的反应装置
本技术属于清洁可再生新能源利用
,涉及一种光电化学电池水解制氢的反应装置。
技术介绍
在当前能源与环境问题日益突出的大背景下,寻找清洁可持续的新能源替代传统化石能源正受到人们越来越多的关注。太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源,只要能以10%效率转化0.1%到达地球表面的太阳能,即可满足全球的能源需求。因此,太阳能是未来人类社会构建低碳经济时代最理想的能源,开发高效的太阳能利用方式也成为当前科学家的重大研究课题。光电化学分解水技术是在电场辅助下的光电化学分解水,光电催化氧化还原反应发生在不同的电极上,能够减少光生电子空穴对的复合几率,进而提升了能量转换效率,同时,光电化学分解水技术具有对环境零污染等特点,因而受到越来越广泛的研究和应用,是最具前景的太阳能转化利用方法之一,也被认为是解决能源短缺和环境污染问题最理想的途径之一。为获得高效的光电化学分解水过程,实现光阳极材料吸收光谱波段的最大化和界面处载流子分离和传输能耗的最小化尤为关键。但实际的研究表明,开发一个在这两个要素上均有显著提高的光电化学光阳极十分困难。目前的光阳极材料主要分为两大类:窄带隙的半导体(硅,III-V族化合物等)和宽带隙的金属氧化物(TiO2,ZnO等)。窄带隙半导体因光腐蚀和光钝化导致其稳定性能较差。宽带隙的金属氧化物电极,尤其是TiO2,因其成本低廉且具有出色的光电化学稳定性及多样的形貌结构受到了广泛的研究。不过,由于TiO2材料本身带宽较大,对太阳能吸光波段较小,使得光电转化效率较低(当带宽大于3.0eV, ...
【技术保护点】
1.一种光电化学电池水解制氢的反应装置,包括电解池和三电极体系电解装置,电解池内装有电解液,其特征在于:所述的三电极体系电解装置设置在电解液内,三电极体系电解装置通过底部支架固定在电解池内,浸泡于电解液内;三电极体系电解装置包括具有光电响应能力的工作电极、参比电极及对电极;工作电极通过导电夹子与供电电源的正极、参比电极相连;供电电源的负极连接到对电极上;工作电极包括基底、TiO2薄膜、2维材料层和0维光敏材料层;基底采用FTO,TiO2位于基底上,2维材料层位于TiO2薄膜上,0维光敏材料层位于2维材料层上;工作电极通过基底与供电电源的正极和参比电极相连接;工作电极用环氧树脂对工作电极进行封装,并漏出1*1cm
【技术特征摘要】
1.一种光电化学电池水解制氢的反应装置,包括电解池和三电极体系电解装置,电解池内装有电解液,其特征在于:所述的三电极体系电解装置设置在电解液内,三电极体系电解装置通过底部支架固定在电解池内,浸泡于电解液内;三电极体系电解装置包括具有光电响应能力的工作电极、参比电极及对电极;工作电极通过导电夹子与供电电源的正极、参比电极相连;供电电源的负极连接到对电极上;工作电极包括基底、TiO2薄膜、2维材料层和0维光敏材料层;基底采用FTO,TiO2位于基底上,2维材料层位于TiO2薄膜上,0维光敏材料层位于2维材料层上;工作电极通过基底与供电电源的正极和参比电极相连接;工作电极用环氧树脂对工作电极进行封装,并漏出1*1cm2的工作区域。2.如权利要求1所述的一种光电化学电池水解制氢的反应装置,其特征在于:所述的工作电极包括基底、TiO2薄膜、2维材料层和0维光敏材料层;基底采用FTO,TiO2薄膜旋涂于基底上,2维材料层通过浸渍复合到TiO2薄膜上,0维光敏材料层通过磁控溅...
【专利技术属性】
技术研发人员:李红霞,席俊华,张峻,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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