吸附器不工作 10 可见光区光催化分解水制氢的研究进展

可见光区光催化分解水制氢的研究进展

宁夏大学 天然气转化国家重点实验室培育基地 ■ 苏

光 马保军

摘要：介绍了光催化分解水的基本原理，综述了近年来各种类型的半导体光催化剂在可见光区分解水

制氢的研究进展，并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：可见光；光催化；分解水制氢；半导体；太阳能

一 引言

能源和环境是人类社会可持续发展中所面临的两个重大战略问题。随着传统能源煤、石油、天然气等的日益枯竭以及环境恶化，人们迫切需要寻找新的清洁能源。氢能是一种清洁、高效、可贮

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存、可运输的能源，被誉为“未来的石油”。吸附器不工作因此以太阳能为原料通过光催化的方法分解水制氢是一种极具发展潜力的能源利用方式，是“人类的理想技术之一”。1972年日本东京大学的Fujishima 和Honda 首次发现了在TiO 2电极上光电催化分解水

五 结论

本文对天津大学10kW p 非晶硅光伏直接并网系统进行了介绍。随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。通过对其一部分时间的监测，目前仍需进一步研究的光伏并网问题为：

(1) 选址问题：光伏直接并网系统选址需考虑到当地的气候因素、负荷情况以及并入电网的等级和容量问题，而光伏组件往往对占地面积需求较大，建议推广光伏屋顶并网系统。

(2) 光伏发电对电网稳定运行问题：由于光伏发电过度依赖天气状况，所产生的电量很不稳定，因此需要保证光伏电站和水电、火电等电站的配

合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。

参考文献

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制氢的现象[1]，该领域迅速成为国际前沿和研究热点。在这项研究工作之后，世界各国的科学家除了对TiO 2光催化剂进行大量系统的研究外，还合成了大量新型的半导体光催化剂材料[2～5]。但到目前为止，大部分光催化剂半导体只在紫外光区有响应，而紫外光在太阳光能量中的比例不足5%，可见光则约占太阳光总能量的43%，因此研究和开发高效、稳定、廉价的可见光光催化剂是提高太阳能利用效率的关键。本文综述了近年来可见光区光催化分解水制氢的研究进展。

对催化剂的金属组分进行适当的调变，人们设计合成了多种在可见光下可分解水产氢的光催化剂。韩国的Lee 小组[6]合成了一种新型的PbBi 2Nb 2O 9光催化剂，其禁带宽度为2.88eV ，对可见光有很好的吸收。以甲醇为牺牲剂，用λ>420nm的可见光照射含有1wt%Pt/PbBi2Nb 2O 9光催化剂的反应溶液时，产氢速率为7.6??mol/h，量子效率为0.95%，而且该催化剂在光照条件下能够保持稳定。2001年邹志刚等[7]报道了Ni 掺杂的InTaO 4光催化材料，在世界范围内首次实属助剂的BiYWO 6可在可见光照射下分解纯水同时产生氢气和氧气。唐新德等人[9]采用固相法制备了Cr 掺杂的光催化剂S m 2I n N b O 7，研究表明C r 对Sm 2InNbO 7的适量掺杂不会改变原晶体的结构，而且Cr 的掺杂使得Sm 2InNbO 7在可见光区的光吸收呈明显增加趋势，当Cr 的掺杂量为2%时，可见光催化分解水析氢速率为掺杂改性前析氢速率的3.9倍。

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