艾罐作者：胡亚平 龙飞 莫淑一 邹正光
21世纪，能源和环境己成为人类可持续发展中面临的非常重要的2大课题[1]，为了保护人类赖以生存的环境，发展无污染技术和寻可代替的清洁能源是人类亟待解决的任务之一。
宠物屋
汽车喷水电机 随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻一种不依赖化石燃料、储量丰富的新能源。由于氢气不仅热值高，燃烧无污染，而且燃烧安全系数高于汽油，所以氢气的用途很多，可以作为燃料，代替煤炭；可以作为燃料电池，代替锂离子电池；可以作为清洁燃料，代替天然气等。vobu
氢能是一种环境友好型能源。氢气燃烧生成水既不会污染空气也不会导致温室气体的排放。然而工业上制氢的原材料主要依靠化石能源，这种方法虽然工艺成熟，但是污染严重，成本高昂。主要制氢方法的优缺点对比如表1所示。
半导体光解水制氢要满足2个最基本的要求：一是要求材料的禁带宽度大于水的电解电压；二是要求材料的导带位在H2/H2O之上，即电位更负，价带位在H2O/O2之下，即电位更正。理论上，半导体禁带宽度>1.23eV[3]就能进行光解水但如果把能量损失考虑进去，最合适的禁带宽度约1.8eV[4]。图2[5]所示为适合做PEC cells的半导体材料，被广泛报道的光阳极材料当属二氧化钛（TiO2）[6，7]。 二.光解水制氢的性能参数
支脚
三、国内外研究现状
过去几十年里，半导体作为光电化学电池的光阳极来分解水制氢，这项技术发展迅速。早期的研究基于半导体氧化物薄膜[8，9]制备技术的迅速发展。PEC器件的发展受吸收波段和光激发电子—空穴对快速复合的限制，纳米材料的迅速发展为解决此问题开辟了新途径。
最近几年，纳米半导体材料引起了广泛的关注。主要原因有2点：一是纳米半导体材料与块状材料相比其有独特的物理和化学性能；二是纳米半导体材料能量转换高，应用潜力巨大。基于纳米半导体材料的光阳极材料体系很多，例如，硫化镉（CdS）、氧化锌（ZnO）、氧化钨（WO3）、三氧化二铁（Fe2O3）等等。这是由于纳米半导体材料作为光阳极拥有明显的优势。第一，一维纳米材料光阳极比表面积大，可以有效提高转换效率；第二，量子尺寸效应有效提高吸收系数同时增大带隙能量、振子强度；第三，一维纳米材料较高的长径比，电子可以迅速垂直转移，抑制电子空穴的复合；第四，“Bottom-up”生长模式，降低晶格失陪率，实现晶体的大规模生长；第五，纳米材料易于调节带隙宽度，理论上可以实现太阳光谱全光段的吸收。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议