光电协同分解水——国家自然科学基金委“十三五”第五批重大项目之一

2020年8月13日，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）根据《国家自然科学基金“十三五”发展规划》优先发展领域和新时代科学基金深化改革战略部署，在深入研讨和广泛征求科学家意见的基础上，发布了“十三五”第五批8个科学部64个重大项目指南，其中，在《化学科学部重大项目指南》中的“电解水制氢与绿色化工耦合的科学基础”明确提出“发展新型光电化学反应器，阐明多相反应过程中的流动、混合、传递对能量与物质转化的作用规律”的科学目标，包含光电协同分解水与氧化/加氢耦合的研究内容，揭示光促电解水的本征活性和动力学过程对有机反应选择性调控的内在机制。

一说到你认知里的光电实验装置，

你会想到什么？

是电化学工作站和一台光源？

还是几个电极和一个反应池？

原位的光电实验又如何做呢？

有气体产生的光电反应又如何定量检测呢？

传统的光电实验装置搭建简单、粗糙，无法满足实验精细化的要求，而单纯的对比光电流信号的强弱，并不能直接反应出光电极材料活性的高低，验证光电极材料的实际性能需要反应器具有一定的气密性，并且具有取样结构将产生的气体产物送入至检测设备。在获得气体产物信号数据后，再与光电信号数据相结合，通过简单的计算即可获得 法拉第效率 （ Faraday Efficiency ）。

针对光电实验条件下进行有气体产物生成或有气体参与反应的实验，泊菲莱科技推出将Labsolar-6A全玻璃自动在线微量气体分析系统与PEC2000光电化学测试系统联用的解决方案，该方案首创圆盘切换的方式使光路可调节、多种类型反应器可更换、光功率计测量更加简便准确，与此同时，通过将两者联用可实现气体定性定量检测及光电化学表征的原位测量。

Labsolar-6A全玻璃自动在线微量气体分析系统与PEC2000光电化学测试系统联用方案，实现了气体信号及电信号的同时测量，避免了传统实验装置进行法拉第效率计算时数据难以对应的问题，实现了法拉第效率的在线测量，保证了数据的准确性。

在光电实验中关于光源的选择需要注意的是，光源 光路的准直性、光斑与光电极面积的适配性和光功率的准确性 等因素对实验结果产生较大影响。本方案中搭配使用的 PLS-FX300HU高均匀性一体式氙灯光源 专为光电实验所设计，输出光斑为方形均匀光斑，尺寸在1 x 1至5 x 5 cm ² 范围内连续可调，光斑大小可与常见的光电极尺寸完美适配。