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一种具有N掺杂TiO2光阳极的微流控全钒光电化学电池，用于增强太阳能存储

DOI：10.1016/j.jpowsour.2019.02.074 期刊：Journal of Power Sources 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:03:37
摘要： 本工作合成了氮掺杂二氧化钛光催化剂，并将其应用于微流控全钒光电化学电池中以增强太阳能存储。通过采用氮掺杂二氧化钛光阳极和最小化设计，可确?？杉庀煊π浴⒏蟮谋缺砻婊?、发达的孔结构以及增强的光子与物质传输能力，同时实现更均匀的光分布。研究通过多种表征手段对开发的催化剂及微流控全钒光电化学电池进行了评估。结果表明，所开发的氮掺杂二氧化钛光阳极具有更宽的吸收光谱、较小的锐钛矿晶粒尺寸，以及显著增大的比表面积和丰富的孔结构。得益于这些优势，在长期运行过程中，搭载氮掺杂二氧化钛光阳极的微流控全钒光电化学电池产生了0.103 mA/cm2的平均光电流密度，远高于未掺杂二氧化钛光阳极（0.086 mA/cm2）和商用P25钛白粉光阳极（0.073 mA/cm2），分别实现了19.8%和41%的提升。该结果不仅证实了氮掺杂二氧化钛光阳极能促进钒可逆氧化还原电对转化，还展现了其固有的优异稳定性。
作者： Hao Feng，Xiaohong Jiao，Rong Chen，Biao Zhang，Wei Zhang，Xun Zhu，Qiang Liao，Dingding Ye
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过合成并应用氮掺杂二氧化钛光催化剂于全钒微流控光电化学电池中，以增强太阳能存储能力，旨在提升可见光响应、比表面积、孔隙结构以及光子/质量传输效率。

研究成果

掺氮二氧化钛光阳极通过将光吸收范围扩展至可见光区、增大比表面积并优化孔结构，显著提升了微流控全钒光电化学电池的太阳能存储效率。与未掺杂及商用二氧化钛相比，该材料表现出更高的光电流密度和转化率，且具有良好的稳定性。未来工作应聚焦于系统放大以实现实际应用。

研究不足

由于微反应器设计的原因，微流控装置的输出量非常小，这可能会限制其在大规模储能中的实际应用。建议通过集成多个微反应器来解决这一问题。

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