[发明专利]一种增强型光解水制氢装置

说明书

本发明提供了一种增强型光解水制氢装置，反射层置于基底层上，二氧化硅部的截面为锥形，二氧化硅部周期地置于反射层上，薄膜层覆盖二氧化硅部，第一二氧化钛部置于由相邻二氧化硅部构成的凹槽内。应用时，光被薄膜层限制在二氧化硅部内，所以能够被第一二氧化钛部充分利用，使得第一二氧化钛部内产生更多的光生电子和光生空穴；另外，薄膜层的费米能级更低，薄膜层与二氧化钛材料接触，形成势垒，使得光生电子加快地移动到薄膜层的表面参与氧化反应，也增加了光生电子和光生空穴的寿命，这些都提高了第一二氧化钛层的光分解水能力，提高了制氢效率。本发明具有光利用率高、制氢效率高的优点，在制氢领域具有重要的应用前途。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，具体涉及一种增强型光解水制氢装置。

背景技术

近年来，社会在能源危机和环境污染方面面临着越来越严重的挑战。科学发现因为氢能具有高效和清洁的特点，氢能被普遍认为是未来最适当的能源载体。光解水制氢具有污染小、应用方便的优点，是制氢的重要手段。传统光解水制氢中，光利用效率低，从而导致制氢效率低。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种增强型光解水制氢装置，该装置包括基底层、反射层、二氧化硅部、薄膜层、第一二氧化钛部；反射层置于基底层上，二氧化硅部的截面为锥形，二氧化硅部周期地置于反射层上，薄膜层覆盖二氧化硅部，第一二氧化钛部置于由相邻二氧化硅部构成的凹槽内。

更进一步地，反射层的材料为金或银。

更进一步地，薄膜层的材料为石墨烯或铂。

更进一步地，二氧化硅部两边的倾角相同。

更进一步地，相邻二氧化硅部两边的倾角不同。

更进一步地，二氧化硅部的截面为梯形。

更进一步地，在薄膜层上、二氧化硅部顶部的对应位置设有第二二氧化钛部。

更进一步地，第一二氧化钛部的上表面为凹形。

更进一步地，二氧化硅部两边的倾角大于45度、小于75度。

更进一步地，第二二氧化钛部的材料为二氧化钛纳米管。

本发明的有益效果：本发明提供了一种增强型光解水制氢装置，反射层置于基底层上，二氧化硅部的截面为锥形，二氧化硅部周期地置于反射层上，薄膜层覆盖二氧化硅部，第一二氧化钛部置于由相邻二氧化硅部构成的凹槽内。应用时，光被薄膜层限制在二氧化硅部内，所以能够被第一二氧化钛部充分利用，使得第一二氧化钛部内产生更多的光生电子和光生空穴；另外，薄膜层的费米能级更低，薄膜层与二氧化钛材料接触，形成势垒，使得光生电子加快地移动到薄膜层的表面参与氧化反应，也增加了光生电子和光生空穴的寿命，这些都提高了第一二氧化钛层的光分解水能力，提高了制氢效率。本发明具有光利用率高、制氢效率高的优点，在制氢领域具有重要的应用前途。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是增强型光解水制氢装置的示意图。

图2是又一种增强型光解水制氢装置的示意图。

图3是再一种增强型光解水制氢装置的示意图。

图中：1、基底层；2、反射层；3、二氧化硅部；4、薄膜层；5、第一二氧化钛部；6、第二二氧化钛部。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1