上海比朗简叙太阳能光解水制氢系统原理

　　氢能，它作为二次能源，具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点，被人们认为是一种最理想的绿色能源。随着电极电解水向半导体光催化分解水制氢的多相光催化(heterogeneous photocatalysis)的演变和TiO2以外的光催化剂的相继发现，兴起了以光催化方法分解水制氢(简称光解水)的研究，并在光催化剂的合成、改性等方面取得较大进展。光解水制氢系统作为实验研究的必要仪器，也起到了举足轻重的作用。

　　比如说太阳能光解水制氢将是从根本上解决能源短缺问题的最理想的途径，在标准状态下把1mol水(18克)分解成氢气和氧气需要约285kJ的能量，太阳能辐射的波长范围是200~2600nm，对应的光子能量范围是 400~45kJ/mol。但是水对于可见光至紫外线是透明的，并不能直接吸收太阳光能。因此，想用光裂解水就必须使用光催化材料，科学家们往水中加入一些半导体光催化材料，通过这些物质吸收太阳光能并有效地传给水分子，使水发生光解。以二氧化碳钛半导体光催化材料为例，当太阳光照射二氧化化钛时，其价带上的电子(e-)就会受激发跃迁至导带，同时在价带上产生相应的空穴(h+),形成了电子空穴对。产生的电子(e-)、空穴(h+)在内部电场作用下分离并迁移到粒子表面。水在这种电子-空穴对的作用下发生电离生成氢气和氧气。

　　从太阳能利用角度看，光解水制氢过程主要是利用太阳能而不是它的热能，也就是说，光解水过程中首先应考虑尽可能的利用阳光辐射中的紫外光和可见光部分，那么，太阳能分解水制氢可以通过三种途径来进行。

　　一.光电化学池：即通过太阳板吸收太阳能并将光能转化为电能。

　　二.助络合催化：即人工模拟光合作用分解水的过程。

　　三.半导体催化：即将Tio2或cds等光半导体微粒直接悬浮在水中进行光解水反应。

　　水和阳光可称是取之不尽的物质。从水中获得的氢作为能源使用后又回到了水的形态，是一种完全的可持续开发和利用。考虑到近几年太阳能光解水制氢技术的迅猛发展和巨大突破，有可能在未来的二三十年内就走向实用化，使太阳能光解水制氢产业化成为现实。该技术的应用将带来显著的经济效益、环境效益和社会效益，并带给人类使用能源的革命性变革。

　　上海比朗BGH系列光解水系统主要针对光解水制氢、光化学、光催化、光降解、有机化学等方向，主要产物为气体，可以实现气体的在线收集，精确的气体采样及实时的在线检测。该系统主要包含光源系统、反应系统、磁控气体循环控制系统、真空系统、在线取样系统、色谱检测系统(气相色谱)。

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