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光解水制氫的基本原理是什么?

發布時間:2016-10-31 13:52:00

在高中時期我們就學過,水分子在一定條件下,可以分解成氧氣和氫氣,光解水制氫就是依靠光的作用制作氫氣的過程。

下面,我們就來給朋友們簡單介紹一下光解水制氫的基本原理是什么?在光的照射下,水分子當中H2O2,形成大量的O2-、HO2 、OH和H+ 等活性基團,這個水分子的分解過程被稱為高能壘反應。要讓水分子分解成H2和O2,還需要一定的條件,因為要使得光能轉化為化學能,水分解釋放出氫氣,還需要光催化材料導帶電位比氫電極電位稍負,而價帶電位要比氧電極電位稍正才可以。這個時候,光輻射在半導體材料上,當能量大于或等于半導體的禁帶寬度時,半導體內電子就可以從價帶躍遷至導帶,而空穴留在價帶,這樣電子和空穴就分離開來,然后在半導體的不同位置水就能變成氫氣或者氧氣。

光解水制氫的基本原理看起來挺復雜,但實現起來并不困難。只要水分子能夠吸收到足夠的太陽光,滿足水分解的熱力學要求,就能產生出大量的氫氣來了。