[發(fā)明專利]一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710550474.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107275723A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衍虎;孔慶坤;葛慎光;于京華;顏梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M14/00
• 分類號(hào): H01M14/00
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 李茜

1.一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，其特征是包括以下步驟：

（1）利用導(dǎo)電玻璃作為基底（1′5 cm），利用水熱法在導(dǎo)電玻璃表面制備α-三氧化二鐵棒；

（2）在α-三氧化二鐵棒修飾二氧化鈦納米枝作為光電陽(yáng)極；

（3）在導(dǎo)電玻璃表面電聚合普魯士藍(lán)作為光電陰極；

（4）將光電陽(yáng)極與電聚合普魯士藍(lán)的光電陰極通過(guò)導(dǎo)線連接，構(gòu)建雙功能光電燃料電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，所用的導(dǎo)電玻璃為氟摻雜氧化錫（FTO）導(dǎo)電玻璃，電子供體為葡萄糖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，α-三氧化二鐵棒的制備，其特征是：首先將FTO導(dǎo)電玻璃分別置于丙酮、乙醇和二次水中各自超聲10 min清洗，首先將0.4 g六水合三氯化鐵（FeCl₃?6H₂O）和0.85g硝酸鈉（NaNO₃）溶于20 mL二次水中，隨后用濃鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH至1.5，將上述溶液轉(zhuǎn)移至25mL高壓釜中，將1片上述處理的FTO導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面向下放入高壓釜，置于100℃烘箱內(nèi)反應(yīng)6h，反應(yīng)完畢冷卻至室溫，用二次水沖洗，然后在60℃下干燥，干燥完畢置于550℃馬弗爐中煅燒4h得到α-三氧化二鐵棒，升溫速率為5 ℃/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，在α-三氧化二鐵棒表面生長(zhǎng)二氧化鈦納米枝，其特征是：首先將0.5 mL HCl加入40 mL二次水中攪拌10 min，然后加入0.5 mL三氯化鈦溶液繼續(xù)攪拌10 min，將上述制備的長(zhǎng)有α-三氧化二鐵棒的FTO導(dǎo)電玻璃置于上述溶液中，導(dǎo)電面向下，用保鮮膜封口，置入80 ℃烘箱中反應(yīng)30 min，反應(yīng)完畢取出用二次水沖洗，置于450 ℃馬弗爐中煅燒1 h，升溫速率5 ℃/min，即可得到在α-三氧化二鐵棒表面生長(zhǎng)二氧化鈦納米枝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，導(dǎo)電玻璃表面電聚合普魯士藍(lán)作為光電陰極，其特征是：將FTO導(dǎo)電玻璃浸入體積比1:1的乙醇：氫氧化鈉（1 M），隨后用二次水沖洗，氮?dú)飧稍铮瑢TO導(dǎo)電玻璃插入0.1 M KCl、0.1 M HCl、2.5 mM K₃[Fe(CN)₆]和2.5 mM FeCl₃混合溶液中，采用恒電位沉積法沉積600 s，沉積電位為0.4 V，反應(yīng)完畢二次水沖洗，即可得到光電陰極材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙功能光電燃料電池的構(gòu)建方法，構(gòu)建雙功能燃料電池，其特征是：將構(gòu)建的光電陽(yáng)極與陰極通過(guò)導(dǎo)線連接，插入50 mM的葡萄糖溶液中，在500W氙燈照射下，光電陽(yáng)極產(chǎn)生電子和空穴，同時(shí)氧化葡萄糖，實(shí)現(xiàn)光能/生物質(zhì)能向電能轉(zhuǎn)化，光電陽(yáng)極產(chǎn)生的電子通過(guò)導(dǎo)線傳遞到陰極上，將普魯士藍(lán)還原成普魯士白，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)。