在53上看到份资料,贴上来。。。。。(化学A Page1~3)
太阳能光解水的可能途径
从化学热力学上讲,水作为一种化合物是十分稳定的。要使水分解为氢气和氧气是一个耗能极大的上坡反应,由于热力学平衡限制,采用热催化方法很难实现。但水作为一种电解质又是不稳定的,根据理论计算,在电解池中将一个水分子电解为氢和氧仅需要1.23V。如果把太阳能先转化为电能,则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。绿色植物的光合作用就是通过叶绿素吸收阳光,再把光能能转化为电能能,借助电子的转移将水分解的。据此,太阳能分解水制氢可以通过三种途径来进行。(1)光化学电池(PEC),即通过光阳极吸收太阳能并将光能转化为电能。光阳极通常为光半导体材料,受光激发可以产生电子空穴对。光阳极和对极(阴极)组成光化学电池,在电解质的存在下,光阳极吸光后在半导体导带上产生的电子通过电路流向对极,水中的质子从对极上接受电子产生氢气。光电化学池法的优点是放氢放氧可以在不同的电极上进行,减少了电荷在空间的复合几率。其缺点是必须加偏压,多消耗能量。此外,由于电池结构比较复杂,难以放大。这一方法自1972年日本东京大学A.Honda教授首次在《Nature》上报道之后,曾有一定发展,但很快被络合光催化和半导体光催化所取代。(2)光助络合催化是人工模拟光合作用分解水的过程。在绿色植物中吸光物质是一种结构为镁叶琳结构的光敏络合物传递电子,光合作用的初反应过程发生在被称为光系统的P680中心上。在该中心上,具有镁叶琳结构的叶绿素分子通过吸收680nm可见光诱发电荷分离,使水氧化分解而释放氧,与此同时,质酮发生光还原。(3)半导体光催化,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。
pps 好累~