太阳能光解水制H2研究进展.pdf

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太阳能光解水制H2研究进展①——————————————————————————————————————————————————————————_二————一．fromResearchprogressofhydrogenproductionwaterwithsolarenergyWANGWei—guo，WANG能源作为世界经济的命脉、社会发展的动力，受到了各国的高度重视。然而，占世界能源供给90％的化石燃料其储量在日益枯竭。同时，随着经济的发展，能源的生产、转换和使用带来了严重的环境污染、生态系统破坏和气候改变等问题，对人类自身的生存与发展构成了严重的威胁。能源的生产和利用与可持续发展的关系体现在以下两个方面：一是提供足够的能源服务满足人类基本需求、提高社会进步水平和经济发展速度；另一是能源的产生和使用不应当损害当代以及未来人安全、能源环境、温室气体排放和农村能源升级和换代四大问题。我国是一个人口众多、经济快速增长的发展中国家，能源量的发展与质的改善是经济发展和人民生活改善的基本保证。相对于一些发达国家，我国在走向可持续发展的过程中，能源面临着许多问题和挑战。2003年年初美国总统布什曾说“氢能是美国未来能源的重要选择”。氢不仅是一种清洁能源而且也是一种优良的能源载体，具有可储的特性。太阳能、风能分散间歇发电装置及电网负荷的峰谷差或有大量廉价电能都可以转化为氢能储存，需要时可通过燃料电池转换再使用，这种储能方式分散灵活。科学家认为，氢能在21世纪能源舞台上将成为题和挑战的有效途径，同时也是实现我国可持续发展的重要保证，在中国有着光明的前景。但是，氢是一个二次能源。目前制备氢的方法非常多，而通过太阳能光解水制氢是一个既环保又文章编号：1004—0609(2004)$3—0335—06王先友，朱启安，宋方平，黄伟国，汪形艳摘要：氢气是未来人类社会发展可利用的理想能源，光解水制H：的关键是具有高性能的光催化剂。本文论述关键词：光催化；氢能；光解；太阳能类的生活质量，不应超过生态系统的容量。中国能源领域面临着严峻的挑战，主要是能源一种举足轻重的能源。利用氢能是解决我国能源问中国有色金一学报Metals了光解水的机理，综述了近年来有关TiO。、过渡金属氧化物、层状金属氧化物、光生物催化剂以及其他新的复合物在光解水方面的研究进展，讨论了提高其光催化反应活性的途径，对存在的问题和前景进行了展望。Xian—you，ZHUQi—an，SONGFang—ping，HUANGXing—yan(CollegeChemistry，XiangtanUniversity，Xiangtan411105，China)通讯作者：王先友，教授。博士l电话l0732—8293829}传真：0732—8292061第14卷专辑32004年10月ChineseJournalNonferrous(湘潭大学化学学院，湘潭41i105)Abstract：Hydrogenisconsideredtheidealforsustainabledevelopmentsociety．Thekeyphotocatalyticdecompositionreactionobtainphotocatalystshighactivi—ty．Themechanismdescribedthispaper．RecentresearchintoandbyTi02，transitionmetaloxides，layeredoxides，andphoto—biologicalcatalystwellothernewcompositessummarized．Thewaysimprovetheiractivitiesdiscussed，andproblemphotocatalytiepreviewed．Keywords：photcatalysis；hydrogenenergy；photocatalytiedecomposition；solar①E-mail：[e-mail]·14S3The0ct．2004gasinoxygenprospectsasourtoonl
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．。．．。，u旷．。。忆月。l愠∽1光解水的原理TiO：及其他过渡金属氧化物光催化剂经济的有效方法。太阳能是地球上能量的最终来源，既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。地球上海水资源十分丰富，通过太阳能把海水中的氢释放出来，经利用后又生成水，不对环境造成任何影响。自1972年Fujishima和Honda[1光电极分解水制氢以来，极大地推动了光解水制氢的发展。经过30余年的研究，由电极电解水发展到多相催化分解水，如研究或正在研究的光解水催化齐0有：T