[发明专利]一种全绿色光电化学电池水解制氢的反应装置

摘要

本发明公开一种全绿色光电化学电池水解制氢的反应装置。该装置包括水轮发电机、光电化学水解装置、外电路，其中水轮发电机的正极连接工作电极,负极连接到对电极上；水轮发电机是将水流动能转换为电能，产生外加电场,主要由水轮机和螺旋桨组成；光电化学水解装置中工作电极是采用磁控溅射法制备的ZnO薄膜封装后构成，或者是采用原子层沉积制备的TiO₂薄膜，厚度60nm，300℃下ALD生长的多晶。本发明成功实现了完全依靠绿色可再生的清洁能源进行能量转化的光电化学电池。本发明采用的水轮发电机通过将机械能转化为电能，再连接到光阳极材料上去，在无需外加偏压的情况下即可高效地分解水产生氢气，从而节约了能耗。

主权项

一种全绿色光电化学电池水解制氢的反应装置，其特征在于包括水轮发电机、光电化学水解装置、以及用于连接水轮发电机与光电化学水解装置的外电路，其中水轮发电机的正极连接工作电极,水轮发电机的负极连接到对电极上；所述的水轮发电机是将水流动能转换为电能，产生外加电场,主要由水轮机和螺旋桨组成；所述的光电化学水解装置包括三电极体系、以及电解液，其中三电极体系包括具有光电响应能力的工作电极、参比电极及对电极；所述的具有光电响应能力的工作电极是采用磁控溅射法制备的ZnO薄膜封装后构成，或者是采用原子层沉积制备的TiO₂薄膜，厚度60nm，300℃下ALD生长的多晶；所述的磁控溅射法制备ZnO薄膜是以高纯金属Zn为靶材，溅射工作气压0.3Pa，氩氧气体流量比3:1，溅射速率为5.2nm/min，溅射时间10～30min可调，所得的ZnO薄膜的厚度为50nm～160nm；所述的参比电极为饱和甘汞电极；所述的对电极为镀Pt黑的Pt片；所述的电解液为0.5M Na₂SO₄水溶液。