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

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，可确保可见光响应性、更大的比表面积、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。