钛基光电极的优化及其太阳能光电化学制氢性能的研究

发展太阳能-氢能转化技术有利于促进能源与环境的和谐可持续发展，通过光电化学电池将太阳能化学转存为氢能是可再生能源清洁利用和开发的有效途径。本项目旨在发展高效稳定TiO2基光电极的优化理论，通过研究（1）纳米晶、纳米孔及纳米管列TiO2光电极及其改性TiO2光电极的制备，（2）TiO2基光电极的电子结构、表面性能、光敏性、缺陷性质和电荷转移等特性的表征和分析，（3）低阻光电化学制氢评价系统的构建和太阳能光电化学体系的制氢效率和能量转化效率的评价，总结影响TiO2基光电极性能的多因素效应及其可控规律，解决如何通过控制材料的偏析效应使其具有可控的理想光电化学性能和TiO2基固体材料的缺陷结构与光电化学性能关系的关键科学问题，提高我国光电化学分解水制氢方面的原始创新能力，发展太阳能－氢能的转化技术，为我国在清洁能源－氢能这一战略领域达到国际先进水平提供基础数据、理论和技术支持。