一种基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法技术

本发明专利技术涉及光电化学催化转化与存储领域，具体为一种基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法。首先将低温液态金属加热至熔点以上转化为液态，在金属熔融状态下，将液态金属涂覆在基底上成膜，然后将半导体光催化剂颗粒超声分散于溶剂中，并均匀沉积到液态金属表面成膜，然后将半导体光催化剂颗粒嵌入液态金属薄膜中，冷却凝固后，利用气枪吹扫(或超声)去除未嵌入凝固金属薄膜的半导体光催化剂颗粒，获得高成膜质量且具有优异光电化学分解水性能的嵌入型光电极。本发明专利技术有效利用低温液态金属熔融态的流变易加工特性，以及室温固化属性，可将各种光催化剂颗粒集成在不同属性基底上，获得具有优异光电化学分解水性能的光电极。的光电极。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法


[0001]本专利技术涉及光电化学催化转化与存储领域，具体为一种基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法。

技术介绍

[0002]光电化学分解水制氢可直接将丰富的太阳能转化存储于氢的化学键中，且氢气便于储存和输运，可有效解决太阳能的分布不均衡和即时性的问题，是太阳能转化利用的有效途径之一，也是助力实现“碳中和”的重要途径之一。虽然，各种高效光催化分解水制氢气用光电极材料相继被开发和研究，相关原理也有了很大的进步，但仍难以满足规模化可持续制氢的装置对材料的苛刻要求：高效、廉价、稳定、环保可持续性。目前报道的具有出色太阳能转换效率的光电化学分解水用光电极，大多含有昂贵元素组分，且均采用高真空的半导体薄膜制造工艺，因成本高、工艺复杂而不利于大规模实施。因此，亟需发展高效稳定廉价的光电极及规模化制备技术，推动太阳能光电催化分解水制氢的实际产业化进程。
[0003]将高效廉价的半导体光催化剂颗粒后续组装成光电极，可将半导体粉体的规模化制备过程和薄膜制备过程分离，是光电极规模化廉价制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法，其特征在于，利用低温液态金属的低熔点、易加工和高导电特性，首先将低温液态金属加热至熔点以上转化为液态，在金属熔融状态下，将液态金属涂覆在基底上成膜，然后将半导体光催化剂颗粒超声分散于溶剂中，并将所得分散液均匀沉积到液态金属表面成膜，然后将半导体光催化剂颗粒嵌入液态金属薄膜中，冷却凝固后，去除未嵌入凝固金属薄膜的半导体光催化剂颗粒，获得高成膜质量且具有优异光电化学分解水性能的嵌入型光电极。2.按照权利要求1所述的基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法，其特征在于，低温液态金属为熔点低于400℃的各种金属或合金，包括铟、铟镓合金、铟镓锡合金、菲尔德金属或伍德金属。3.按照权利要求1所述的基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法，其特征在于，液态金属涂覆成膜的方法为各种液体成膜技术，包括刮涂、旋涂、印刷、辊压、平板热压或提拉。4.按照权利要求1所述的基于低温液态金属集成的嵌入型光电极及规模化制备方法，其特征在于，半导体光催化剂涵盖各种不同带隙和导电类型的半导体材料，包括但不限于金属氧化物、金属氧氮化物、金属氧硫族化物、
Ⅲ‑Ⅴ
族半导体或不含金属的半导体；其中，金属氧化物为BiVO4、ZnO、WO3、Cu2O或CuO，金属氧氮化物为Ta3N、GaN、TaON或BaTaO2N，金属氧硫族化物为CdS、Sb2Se3、CuZnSnS4、Y2Ti2O5S2或La5Ti2CuS5O7，
Ⅲ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岗，甄超，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：