人工仿生制氢中敏化钛基电极的界面行为和建模调控

项目名称： 人工仿生制氢中敏化钛基电极的界面行为和建模调控

项目编号： No.51376013

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 桑丽霞

作者单位： 北京工业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 人工光合作用是人类自主实现太阳能转换和利用并具有重要意义的环境友好能源技术。为了发展基于无机半导体材料的人工光合作用体系，本项目以仿生光电化学制氢系统中钛基光电极为研究对象，着重研究：（1）基于材料创新，在TiO2纳米管阵列及纳米晶孔膜上组装染料、量子点或染料/量子点耦合敏化剂以构建新型敏化钛基光-氢电极，使TiO2膜/敏化剂/电解液的复杂电极界面上达到太阳能全谱吸收与有效电荷分离的协调统一；（2）基于方法创新，将实验研究和建模计算相结合，不仅基于时间分辨光谱分析所组装的光-氢电极界面的电子注入、电子弛豫、电荷迁移、电荷增值及界面能损等界面行为，而且从纳米、中孔及多尺度数值模拟分析电极界面的能量传递过程，以期基于化学材料科学和工程热物理基本原理发展在电极界面上光子、电子、声子和流体粒子进行能量存储、输运和转换的理想模型和可控规律，从而为提高人工仿生制氢体系能量转换效率提供新的途径和理论。

中文关键词： 人工仿生制氢；钛基电极；耦合敏化；界面行为；界面模型

英文摘要： Artifical photosynthesis can fulfill the dream of an eco-friendly world for humanity. Solar splitting of water to hydrogen and oxygen based on inorganic semiconductor materials is one of the promising routes of artifical photosynthesis for solar energy co

英文关键词： Artifical photosynthesis for hydrogen production；TiO2-based photoelectrode；Coupling sensitization；Interface behavior；Interface model