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傳感器在光催化法製氫中的應用
來源:賽斯維傳感器網 發表於 2018/8/29

利用太陽能生產氫氣的係統,有光分解製氫,太陽能發電和電解水組合製氫係統。太陽能製氫是近30~40年才發展起來的。到目前為止,對太陽能製氫的研究主要集中在如下幾種技術:熱化學法製氫、光電化學分解法製氫、光催化法製氫、人工光合作用製氫和生物製氫。本篇文章介紹的是光催化法製氫。

光催化法製氫

半導體TiO2及過渡金屬氧化物、層狀金屬化合物,如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等,以及能利用可見光的催化材料,如CdS、Cu-ZnS等,都能在一定的光照條件下,催化分解水,從而產生氫氣。然而到目前為止,利用催化劑光解水的效率還很低,隻有1% ~2%。已經研究過的用於光解水的氧化還原催化體係主要有半導體體係和金屬配合物體係兩種,其中以半導體體係的研究最為深入。 半導體光催化在原理上類似於光電化學池,細小的光半導體顆粒可以被看作是一個個微電極懸浮在水中,他們像光陽極一樣在起作用,所不同的是它們之間沒有像光電化學池那樣被隔開,甚至陰極也被設想是在同一粒子上,水分解成氫氣和氧氣的反應同時發生。當小於387nm 的紫外光照射到TiO2時,價帶上電子吸收能量後發生躍遷到導帶,在價帶和導帶分別產生了空穴與電子,吸附在TiO2的水分子被氧化性很強的空穴氧化成為氧氣,同時產生的氫離子在電解液中遷移後被電子還原成為氫氣。和光電化學池比較,半導體光催化分解水放氫的反應大大簡化,但通過光激發在同一個半導體微粒上產生的電子空穴對極易複合。因此為了抑製氫和氧的逆反應及光激發半導體產生的電子和空穴的再結合,可加入電子給體作為空穴清除劑,以提高放氫效率。廢水中許多有機物是良好的電子給體,如果把廢水處理與光催化製氫結合起來,可同時實現太陽能製氫和太陽能去汙 。

在光催化製氫的過程中,需要實時地檢測氫氣的濃度,此方法製造的氫氣濃度大約在20~40%之間。

MTCS2601 傳感器由基於 MEMS 技術的 4 個 Ni-Pt 電阻組成的微機械的熱電導率傳感器。此傳感器安裝在小型的 SMD 封裝內。同時結合了低功耗 CMOS 標準集成電路,非常適合 OEC廠商的泄漏檢測,或者基於帕拉尼原理的真空度檢測,需要超低功耗,長壽命和免維護的產品。適用於惡劣環境下初級壓力控製,需要功耗和尺寸的限製,或者是氣體泄漏或者水分,或者侵入。

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