P1. تجزيه فوتوالكتروشيميايي آب و توليد هيدروژن با استفاده از نيم‌رساناي BiVO4

Photoelectrochemical water splitting and Hydrogen generation using BiVO4 semiconductor

با توجه به اتمام پذير بودن منابع سوخت هاي فسيلي و همچنين مشكلات عديده زيست محيطي سوخت هاي فسيلي كه در سال هاي اخير به شدت گريبان گير جوامع بشري بوده است لزوم دستيابي به منابع جديد انرژي تجديدپذير امري ناگزير خواهد بود. با رشد علم و صنعت و با توجه به چشم‌انداز توسعه دانش بشري مي توان پيش بيني كرد كه هيدروژن، سوخت آينده جوامع بشري خواهد بود. توليد سوخت شيميايي از طريق تبديل مستقيم انرژي خورشيد به سوخت، اخيرا به عنوان يك زمينه‌ي بسيار جذاب در علوم مطرح گرديده است. اما تا رسيدن به ساخت سيستمي كه بتواند صرفه اقتصادي هم داشته باشد فاصله وجود دارد. اين صرفه اقتصادي هم از لحاظ هزينه توليد و هم از لحاظ عمر مفيد براي چنين سيستمي مد نظر مي باشد. براي رسيدن به چنين سيستمي از اكسيد هاي فلزي مختلفي به عنوان كاتاليزور جهت جداسازي شيميايي آب در دو قطب آند و كاتد چنين سيستمي استفاده مي شود. معمولا براي افزايش بازده، طبق بررسي هاي نظري، به گاف انرژي مناسب و تابع كار مناسب نياز است. در اين كار تجربي، توليد هيدروژن با استفاده از نيم‌رساناي بيسموت وانادات در نقش فوتوآند و پلاتين در نقش الكترود خنثي نشان داده خواهد شد. مقدار هيدروژن توليد شده براي باياس خارجي صفر ولت، 1/0 ولت و 2/0 ولت به ترتيب 22/2، 5/4 و 45/5 نانوليتر حاصل شد.

Due to the completion of the resources of fossil fuels and the environmental problems of fossil fuels, which in recent years has been heavily involved in human societies, the need to obtain new sources of renewable energy will be inevitable. With the growth of science and technology and according to the vision of human knowledge, it can be predicted that hydrogen will be the fuel of the future of human society. Chemical fuel production through direct conversion of solar energy into fuel, has recently been proposed as an interesting topic in science. But far there we have a system that is cost-effective both in terms of cost and in terms of useful life. To achieve such a system, various metal oxides as catalysts for chemical separation of water in both the anode and cathode are used. Often to increase efficiency, the suitable bandgap and appropriate work function is required. In this experimental work, the production of hydrogen using bismuth vanadate semiconductor photoanode and platinum counter electrode as will be shown. The amount of hydrogen generated for external biasing zero volts, 0.1 volts and 0.2 volts, 2.22, 4.5 and 5.45 nl was obtained respectively.