用于水的光解的整体催化剂系统

摘要

描述了用于借助光将水裂解为氢气和氧气的整体催化剂系统(1)，其包括第一光活性材料(50)和第二光活性材料(60)，当用波长≥420nm的光照射时，第一光活性材料能够通过其自身或与一种或多种辅助材料和辅助催化剂一起由水产生氧气和质子，当用波长≥420nm的光照射时，第二光活性材料能够通过其自身或与一种或多种辅助材料和辅助催化剂(92)一起将水中的质子还原为氢气，所述第一光活性材料(50)和第二光活性材料(60)通过一种或多种导电材料(30，20，40)电接触，特别是直接电接触。还描述了使用该催化剂系统由水产生氧气和氢气的方法。

主权项

用于借助光将水裂解为氢气和氧气的整体催化剂系统，该系统不具有从该系统中延伸出来的电极，其包括第一光活性材料和第二光活性材料，当用波长≥420nm的光照射时，第一光活性材料能够通过其自身或与一种或多种辅助催化剂一起由水产生氧气和质子，当用波长≥420nm的光照射时，第二光活性材料能够通过其自身或与一种或多种辅助催化剂一起将水中的质子还原为氢气，所述第一光活性材料和第二光活性材料通过一种或多种导电材料处于直接电接触，其中第一光活性材料电离态的氧化还原电势和第一光活性材料带正电荷价带的氧化还原电势分别地都比+0.82V更正，并且第二光活性材料激发态的氧化还原电势和第二光活性材料导带的氧化还原电势分别地都比‑0.41V更负，并且第一光活性材料激发态的氧化还原电势和第一光活性材料导带的氧化还原电势分别地比第二光活性材料电离态和第二光活性材料带正电荷价带的氧化还原电势分别地更负，并且其中所述第一光活性材料和所述第二光活性材料安装于一种或多种基材上，条件是光活性材料都不是掺杂硅，并且光活性材料都不是III‑V半导体或III‑VI半导体或包括元素周期表中过渡金属的单、二和/或三价阳离子和第Va和VIa族阴离子的半导体。