光電協同分解水——國家自然科學基金委「十三五」重大項目之一

2021-01-11 泊菲萊科技

2020年8月13日,國家自然科學基金委員會(以下簡稱自然科學基金委)根據《國家自然科學基金「十三五」發展規劃》優先發展領域和新時代科學基金深化改革戰略部署,在深入研討和廣泛徵求科學家意見的基礎上,發布了「十三五」第五批8個科學部64個重大項目指南,其中,在《化學科學部重大項目指南》中的「電解水制氫與綠色化工耦合的科學基礎」明確提出「發展新型光電化學反應器,闡明多相反應過程中的流動、混合、傳遞對能量與物質轉化的作用規律」的科學目標,包含光電協同分解水與氧化/加氫耦合的研究內容,揭示光促電解水的本徵活性和動力學過程對有機反應選擇性調控的內在機制。

一說到你認知裡的光電實驗裝置,

你會想到什麼?

是電化學工作站和一臺光源?

還是幾個電極和一個反應池?

原位的光電實驗又如何做呢?

有氣體產生的光電反應又如何定量檢測呢?

傳統的光電實驗裝置搭建簡單、粗糙,無法滿足實驗精細化的要求,而單純的對比光電流信號的強弱,並不能直接反應出光電極材料活性的高低,驗證光電極材料的實際性能需要反應器具有一定的氣密性,並且具有取樣結構將產生的氣體產物送入至檢測設備。在獲得氣體產物信號數據後,再與光電信號數據相結合,通過簡單的計算即可獲得 法拉第效率( Faraday Efficiency )。

針對光電實驗條件下進行有氣體產物生成或有氣體參與反應的實驗,泊菲萊科技推出將Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統與PEC2000光電化學測試系統聯用的解決方案,該方案首創圓盤切換的方式是光路可調節、多種類型反應器可更換、光功率計測量更加簡便準確,與此同時,通過將兩者聯用可實現氣體定性定量檢測及光電化學表徵的原位測量。

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統與PEC2000光電化學測試系統聯用方案,實現了氣體信號及電信號的同時測量,避免了傳統實驗裝置進行法拉第效率計算時數據難以對應的問題,實現了法拉第效率的在線測量,保證了數據的準確性。

在光電實驗中關於光源的選擇需要注意的是,光源 光路的準直性、光斑與光電極面積的適配性和光功率的準確性 等因素對實驗結果產生較大影響。本方案中搭配使用的 PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源專為光電實驗所設計,輸出光斑為方形均勻光斑,尺寸在1 x 1至5 x 5 cm 2 範圍內連續可調,光斑大小可與常見的光電極尺寸完美適配。

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    3433次閱讀 作者:陳菲   來源:中國化工報    2020年08月31日 收藏   中化新網訊 8月27日,國家自然科學基金委員會化學科學部發出通告