电催化-光电催化

1能量密度2太阳能：120,000TW3太阳能转为燃料的方式4利用太阳能进行电解水制氢（人工光合作用）Solarenergy+H2OH2(fuel)+O2Catalyst主要设计思路：5光催化分解水与电解水制氢水还原（析氢，HER）水氧化（析氧，OER）分解水是耗能过程，能源可以来自电、太阳能（光、热）、风能等由析氢反应（HER）和析氧反应（OER）两个半反应组成，其中OER是4电子过程，反应动力学较慢，是分解水过程中的决速步骤6电解水制氢（及其氢氧燃料电池）的化学半反应Ref:M.T.M.Koper,H.A.Heering,inFuelCellScience,Eds.A.Wieckowski,J.K.Norskov,Wiley,(2010),p.71-1107过电势与电催化剂8太阳光转化效率的计算？9太阳光转化为燃料（STF）的效率计算10太阳光谱能量11半导体光电极：能级匹配12单一半导体的理论STH效率13单一半导体的光电解水器件14双半导体的光电解水器件（Z-scheme）15具有串联结构的光电解水器件16光电化学分解水（PEC）的I-V图17半导体光电化学分解水-工作曲线18光阳极（Photoanode）与光阴级（Photocathode）的匹配19水还原产生H2的反应机理20催化剂性能的定量描述21水氧化产生O2的反应机理22电催化还原CO2的反应能量2324挑战：催化产物的选择性