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光电催化制氢反应装置
admin 来源:2016-05-17 16:19:42


光电催化制氢反应装置


光电催化(PEC)分解水制备氢气或化学品等太阳燃料被认为非常有前景的可持续能源利用的策略之一。光电极的光生空穴和电子,在光生电压或外加偏压的辅助下分别到光阳极、光阴极表面,参与水的氧化还原反应

光电测试本质为一种光辅助下的电催化测试,电化学中的基本原理和方法在PEC中大部分适用。光电测试装置一般分为光源、反应系统(三电极反应器+真空管路)、测试系统(电化学工作站+色谱)三个部分(图1)。

图1 光电催化制氢反应装置示意图


图1 光电催化制氢反应装置示意图

光电催化实验装置与光催化实验装置有相同的地方,但并不等同,泊菲莱借鉴顶尖实验室现有装置,结合自身在光催化多年的经验研制了PEC 1000光电催化测试装置(图2),在自动化、准确性方面有了极大的提高,可以满足科研者在光电催化方面的需求。

目前,多数光电催化实验室所使用的光源是与光催化实验一样的300W系列氙灯光源,严格来说,这并不是最好的选择。300W系列氙灯光源具有跟太阳光相似的光谱、很高的光照强度,非常适合光催化实验,但其均匀性要差一些,且光斑很大,相对于一般10mm*20mm的光电极来说,造成大量的光能量损失,照射到参比电极上也带来负面影响,因此并不适合光电催化实验。针对这一状况,泊菲莱研制了光电催化专用的FX300 光纤光源,其特征就是均匀性好,类似太阳能模拟器,可根据电极大小调节光斑,避免光照射到参比电极上。另外,PEC1000配有斩光器,获得周期开闭的光照,且周期可调(图3)。


图2 PEC 1000光电催化测试装置

图2 PEC 1000光电催化测试装置

图3通过斩光获得周期开闭的光照


图3 通过斩光获得周期开闭的光照

光电测试中的注意事项:

1、电解液的选择:根据电极的酸碱稳定性等选择合适的溶液,常用H2SO4, Na2SO4, Na-phosphate buffer, NaOH等;

2、扫描范围:在保证电极和电解液稳定的窗口内,通常光阳极扫描到1.23V(RHE)以上,光阴到0V(RHE)以下;

3、光照方式:注意电极正照或者背照式;

4、光源的选择:需配合使用AM1.5G ,应注意经常校准光强;

5、参比电极: 选择电势稳定的难极化电极(AgCl/Ag, 甘汞电极,有机相中Ag+/Ag, Fc+/Fc等)








泊菲莱
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