RU2078152C1 - Фотолизер для разложения воды - Google Patents
Фотолизер для разложения воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078152C1 RU2078152C1 SU925039821A SU5039821A RU2078152C1 RU 2078152 C1 RU2078152 C1 RU 2078152C1 SU 925039821 A SU925039821 A SU 925039821A SU 5039821 A SU5039821 A SU 5039821A RU 2078152 C1 RU2078152 C1 RU 2078152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- lens
- membrane
- water decomposition
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002362 hafnium Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- USPBSVTXIGCMKY-UHFFFAOYSA-N hafnium Chemical compound [Hf].[Hf] USPBSVTXIGCMKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02E60/366—
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Использование: разложение воды с получением водорода и кислорода. Сущность изобретения: фотолизер содержит ячейку с линзой, мембрану, выполненную двухслойной каталитической в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к линзе, со стороны линзы мембрана выполнена в виде катода из пластины, а с противоположной стороны - в виде анода из гафния, при этом анод и катод спаяны между собой, а их поверхностные слои выполнены дисперсными. 1 ил.
Description
Устройство относится к устройствам для разложения воды с получением водорода и кислорода и может использоваться в приборах для обнаружения источников инфракрасного излучения (и.и.). Известные полупроводниковые фотокаталитические системы сочетают в себе свойства электрических солнечных батарей и устройства для электролиза воды.
Такие устройства содержит электролит, полупроводниковый фотоанод, металлический катод. Энергия света преобразуется в электроэнергию в результате внутреннего фотоэффекта. Используется видимая часть солнечного спектра с КПД до 1,5% Фотоанод маслоустойчив в кислотно-щелочных средах, так как подвергается коррозии.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для фотолиза воды, содержащее ячейку, заполненную раствором NaOH, разделенную на анодное и катодное пространство с оснащенным фотокаталитическим анодом из полупроводника "П" типа и никелевого электрода, покрытого моноокисью никеля. Вместо никеля можно использовать платиновый катод.
На фиг. 1 изображен разрез фотолизера для разложения воды.
Фотолизер смонтирован в корпусе 1 с прозрачным для инфракрасного излучения окном с двояковыпуклой линзой из флюорита 2 и заполнен 1%-ным раствором гидроокиси натрия. В верхней части корпус выполнен в виде опрокинутых воронок с кранами для выделяющихся газов 3: O2 и H2. Электролит делится каталитической мембраной 4 на катодную часть 5 и анодную часть 6. Мембрана 4 выполнена из спаянных пластин: платины катодная стороны 7 и гафния анодная сторона 8. Мембрана 4 имеет форму усеченного конуса, срезанная вершина которого 9 максимально приближена к линзе из флюорита 2 для уменьшения толщины водного раствора электролита, так как вода почти полностью поглощает весь инфракрасный спектр. Срезанная вершина конуса 9 покрыта слоем дисперсной платины, а противоположная сторона 10 покрыта слоем дисперсного гафния.
Электрохимическая замкнутая цепь из двух спаянных инертных металлов имеет наибольшую внешнюю контактную разность потенциалов в 1%-ном щелочном электролите. Облучают инфракрасным светом отрицательно заряженную сторону окислительно-восстановительного катализатора катодную часть, выполненную из платины. Поверхность каталитической мембраны должна иметь "острия" иглы или "усы", получаемые в процессе восстановления металлов из окислов водородом или электролитическим их осаждением, например платинированная пластина, гафнированный гафний. В случае незначительного скачка положительного потенциала напряжение на острие увеличивается свыше 30000 вольт/СМ и происходит стекание электрона. Это автоэлектронная эмиссия или несамостоятельный разряд в присутствии внешнего "ионизатора" инфракрасного излучения. Каталитическая мембрана имеет энергию в виде контактной разности потенциалов (КРП) и устанавливает электрический контакт между слоями гидратированных, разноименно заряженных ионов, катодом и анодом в виде двух последовательно соединенных электрических конденсаторов.
Инфракрасное излучение /и. и./ поглощается дигидратируемыми молекулами воды и создает на ионных обкладках разницу потенциалов в 2, 2В, вызывает скачок потенциала между обкладками конденсатора в десятки миллионов В/см. Происходит холодная эмиссия электрона с катодом на положительный ион и разряд отрицательного иона на анод.
Внешне неизмененный катализатор
Аналоги изобретения работают на полупроводниковом фотоаноде, а образующийся в заявленном устройстве электронно-дырочный ток разлагает воду. КПД у них до 1,5% у фотолизера до 30%
Claims (1)
- Фотолизер для разложения воды, содержащий ячейку с линзой, разделенную мембраной на анодное и катодное пространства соответственно с анодом и катодом, и патрубками вывода кислорода и водорода, источник света, отличающийся тем, что мембрана выполнена двухслойной каталитической в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к линзе, со стороны линзы мембрана выполнена в виде катода из платины, а с противоположной стороны в виде анода из гафния, при этом анод и катод спаяны между собой, а их поверхностные слои выполнены дисперсными.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925039821A RU2078152C1 (ru) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Фотолизер для разложения воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925039821A RU2078152C1 (ru) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Фотолизер для разложения воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2078152C1 true RU2078152C1 (ru) | 1997-04-27 |
Family
ID=21603043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU925039821A RU2078152C1 (ru) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Фотолизер для разложения воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2078152C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235057C2 (ru) * | 2002-04-10 | 2004-08-27 | Рассадкин Юрий Павлович | Способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, и устройство для его осуществления |
-
1992
- 1992-04-24 RU SU925039821A patent/RU2078152C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4061555, кл. C 25 B 9/00, 1977. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235057C2 (ru) * | 2002-04-10 | 2004-08-27 | Рассадкин Юрий Павлович | Способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8734625B2 (en) | Hydrogen generation device | |
| Xie et al. | Degradation of bisphenol A in aqueous solution by H2O2-assisted photoelectrocatalytic oxidation | |
| US3925212A (en) | Device for solar energy conversion by photo-electrolytic decomposition of water | |
| US7241950B2 (en) | Solar cell electrolysis of water to make hydrogen and oxygen | |
| Carver et al. | Modelling and development of photoelectrochemical reactor for H2 production | |
| CN102421942B (zh) | 光电化学单元 | |
| JP5628928B2 (ja) | 水素生成デバイス | |
| US4144147A (en) | Photolysis of water using rhodate semiconductive electrodes | |
| US8454807B2 (en) | Photoelectrochemical cell | |
| AU2005221010B2 (en) | Photoelectrochemical reaction cell | |
| JPS6214597Y2 (ru) | ||
| JPH0773909A (ja) | 光電気化学装置 | |
| RU2078152C1 (ru) | Фотолизер для разложения воды | |
| Sur et al. | OH−/H+ dual-ion energy assisted electricity effective photoelectrochemical water splitting | |
| KR20130063922A (ko) | 수소포집용 튜브 및 그를 포함하는 물분해 장치 | |
| Sharon et al. | A rechargeable photo-electrochemical solar cell (saur viddyut kosh—III) | |
| Hada et al. | Energy conversion and storage in solid-state photogalvanic cells. | |
| KR101596250B1 (ko) | 대면적 광화학적 수소 발생 유닛，이를 포함하는 대용량 물분해 장치 및 그에 사용되는 광전극 모듈 | |
| US20060100100A1 (en) | Tetrahedrally-bonded oxide semiconductors for photoelectrochemical hydrogen production | |
| JP2002203612A (ja) | 光化学電池 | |
| SU1036809A1 (ru) | Фотоэлектрохимическое устройство | |
| US4127466A (en) | Photoelectrochemical metal plating and purification system | |
| RU2815041C1 (ru) | Фотоэлектрохимическая ячейка | |
| Pleskov et al. | Photosplitting of water in a photoelectrolyser with solid polymer electrolyte | |
| JP2013155101A (ja) | 水素製造装置 |