[發(fā)明專利]氫氣產(chǎn)生裝置和氫氣產(chǎn)生方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080054584.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN102639433A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉田章人;佐多俊輔;加賀正樹
• 申請（專利權(quán)）人: 夏普株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C01B3/04
• 分類號(hào): C01B3/04;C01B13/02;C25B1/04;C25B9/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;穆德駿

1.一種氫氣產(chǎn)生裝置，其包括：

光電轉(zhuǎn)換部分，其具有光接受表面和背表面；

第一氣體產(chǎn)生部分，其被設(shè)置在所述背表面上；以及，

第二氣體產(chǎn)生部分，其被設(shè)置在所述背表面上，其中，

所述第一氣體產(chǎn)生部分和所述第二氣體產(chǎn)生部分之一是氫氣產(chǎn)生部分，用于從電解液產(chǎn)生H₂，其另一個(gè)是氧氣產(chǎn)生部分，用于從所述電解液產(chǎn)生O₂，并且

所述第一氣體產(chǎn)生部分電連接到所述背表面，并且所述第二氣體產(chǎn)生部分經(jīng)由第一導(dǎo)電部分來電連接到所述光接受表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中

所述第二氣體產(chǎn)生部分經(jīng)由絕緣部分被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中

所述第一導(dǎo)電部分包括與所述光接受表面接觸的第一電極，并且，第二導(dǎo)電部分分別與所述第一電極和所述第二氣體產(chǎn)生部分接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中

所述第二導(dǎo)電部分被設(shè)置在穿透所述光電轉(zhuǎn)換部分的接觸孔中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中

所述接觸孔的數(shù)量是一個(gè)或多個(gè)，并且，

所述接觸孔的總的截面面積是所述光接受表面的面積的0.1%或更大至10%或更小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面和所述第一氣體產(chǎn)生部分之間設(shè)置的第二電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

在半透明的襯底上設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

所述光電轉(zhuǎn)換部分具有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換層，每一個(gè)光電轉(zhuǎn)換層由p型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層形成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中

所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換層具有不同的帶隙。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分分別包括用于從所述電解液產(chǎn)生H₂的反應(yīng)的催化劑和用于從所述電解液產(chǎn)生O₂的反應(yīng)的催化劑。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中

所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分的至少一個(gè)具有比所述光接受表面的面積大的催化表面積。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其中

所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分的至少一個(gè)由負(fù)載催化劑的多孔導(dǎo)體形成。

13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

所述氫氣產(chǎn)生部分包括作為氫氣產(chǎn)生催化劑的Pt、Ir、Ru、Pd、Rh、Au、Fe、Ni和Se中的至少一種。

14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

所述氧氣產(chǎn)生部分包括作為氧氣產(chǎn)生催化劑的Mn、Ca、Zn、Co和Ir中的至少一種。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中

在半透明的襯底上設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換部分，

在所述第一氣體產(chǎn)生部分和所述第二氣體產(chǎn)生部分上進(jìn)一步設(shè)置板，使得與所述襯底相對，并且

在所述第一氣體產(chǎn)生部分和所述第二氣體產(chǎn)生部分的每一個(gè)與所述板之間設(shè)置空間。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其還包括隔壁，以將在所述第一氣體產(chǎn)生部分和所述板之間的空間與在所述第二氣體產(chǎn)生部分和所述板之間的空間分開。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中

所述隔壁包含離子交換劑。

18.一種用于產(chǎn)生氫氣和氧氣的方法，所述方法包括如下步驟：

設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1至17中的任一項(xiàng)所述的氫氣產(chǎn)生裝置，使得所述光接受表面相對于水平表面傾斜；

通過從所述氫氣產(chǎn)生裝置的下部向所述氫氣產(chǎn)生裝置引入所述電解液并且使用日光來照射所述光接受表面來分別從所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分產(chǎn)生氫氣和氧氣；并且，

從所述氫氣產(chǎn)生裝置的上部排放所述氫氣和所述氧氣。