光解水制氫的原理，您還不知道嗎

　　光解水制氫不僅可以獲得清潔的氫能，同時(shí)可以將間歇性的太陽(yáng)能存儲起來(lái)，具有廣闊的應用前景。目前太陽(yáng)能解水制氫主要有兩種方式：光電化學(xué)制氫和光伏驅動(dòng)制氫。其中，光伏驅動(dòng)制氫目前效率較高、穩定性好，離實(shí)際應用較近。

　　氫在能量上是屬于重量密集的，可儲存的和可運輸的，這些特性使氫氣成為太陽(yáng)能儲存和運輸的燃料。此外，氫氣是各種催化過(guò)程的原料，可用于固定二氧化碳和氮氣以生產(chǎn)液體燃料，以便于處理。甲苯和甲基環(huán)己烷在環(huán)境溫度下都是液體，具有相對低的毒性，并且在脫氫催化劑的性能方面的進(jìn)步，可以使用現有技術(shù)循環(huán)氫化和脫氫。因此，光催化太陽(yáng)能氫生產(chǎn)與各種催化過(guò)程密切相關(guān)。

　　光解水制氫的原理是什么？

　　光催化反應可以分為兩類(lèi)“降低能壘”(down hil1)和“升高能壘”(up hil1)反應。光催化氧化降解有機物屬于降低能壘反應，此類(lèi)反應的△G<0，反應過(guò)程不可逆，這類(lèi)反應中在光催化劑的作用下引發(fā)生成O2-、HO2 、OH·、和H+ 等活性基團。水分解生成H2和O2則是高能壘反應，該類(lèi)反應的△G>0(△G=237 kJ/mo1)，此類(lèi)反應將光能轉化為化學(xué)能。

　　要使水分解釋放出氫氣，熱力學(xué)要求作為光催化材料的半導體材料的導帶電位比氫電極電位EH+/H2稍負，而價(jià)帶電位則應比氧電極電位Eo2/H2O稍正。光解水的原理為：光輻射在半導體上，當輻射的能量大于或相當于半導體的禁帶寬度時(shí)，半導體內電子受激發(fā)從價(jià)帶躍遷到導帶，而空穴則留在價(jià)帶，使電子和空穴發(fā)生分離，然后分別在半導體的不同位置將水還原成氫氣或者將水氧化成氧氣。