
【機】 photoelectrolysis
photoelectricity
【醫】 photoelectricity
dispel; divide; separate; solution; explain; relieve oneself; send under guard
unbind; uncoil; understand
【醫】 ant-; anti-
光電解(Photoelectrolysis)是光電化學領域的重要術語,指利用光能驅動電化學反應實現物質分解的過程。其英文對應詞為“photoelectrolysis”,由“photo-”(光)、“electro-”(電)和“lysis”(分解)三部分構成,精準體現了光、電協同作用下發生的分解反應本質。
該技術基于半導體材料的光電效應,當特定波長的光照射到光電極表面時,材料吸收光子産生電子-空穴對。在電場作用下,這些載流子遷移至電極表面,分别參與氧化還原反應。例如在水的光電解中,陽極發生水氧化生成氧氣,陰極發生質子還原生成氫氣。能帶理論顯示,半導體導帶與價帶的位置需滿足水分解的熱力學要求(1.23 eV),因此常用TiO₂、BiVO₄等經過能帶工程改造的材料作為催化劑。
光電解技術主要應用于清潔能源領域:
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光電解(Photoelectrolysis)是一種結合光能吸收與電化學反應的制氫技術,其核心原理是通過半導體材料吸收光能并産生電流,進而驅動水分解為氫氣和氧氣的過程。以下是詳細解釋:
光電解利用半導體材料(如二氧化钛、鈣钛礦等)的光電效應:當光照在半導體表面時,光子能量被吸收,激發電子躍遷至導帶,形成電子-空穴對。這些電荷在電場作用下分離,電子遷移至陰極參與還原反應(如析氫反應),空穴遷移至陽極參與氧化反應(如析氧反應),從而實現水的分解。
光電解被視為氫經濟的重要技術方向,尤其在可再生能源存儲和運輸領域潛力巨大。例如,氫能可作為高能量密度燃料(燃燒熱是汽油的3倍),適用于交通、發電及工業領域。
普通電解依賴外部電能分解水,而光電解直接将光能轉化為化學能,省去中間電能轉換環節,降低了能量損耗。
如需進一步了解材料選擇或反應機制,可參考相關學術文獻(如知網空間中的研究)。
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