1.一种水分解制氢复合材料,自上而下依次为产氢催化剂层(1)、能量吸收层(2)、基底层(3)和产氧催化剂层(4),其特征在于,能量吸收层采用逆向生长的单晶氧化亚铜薄膜,可实现光能与热能的联合转换。
2.根据权利要求1所述的水分解制氢复合材料,其特征在于,所述逆向生长的单晶氧化亚铜薄膜,表面表现为四棱锥构型,且仅暴露{111}晶面。
3.根据权利要求1所述的水分解制氢复合材料,其特征在于,产氢催化剂层(1)采用镍钼锌合金NiMoZn、镍Ni或铂Pt中的任意一种;产氧催化剂层(4)采用金属钌Ru、钽铱TaIr或钌铱RuIr中的任意一种及其氧化物;基底层(3)为导电层,采用ITO、FTO、铜片、镍片、铝片或钛片中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的水分解制氢复合材料,其特征在于,基底层(3)与产氧催化剂层(4)之间设置有绝缘层(5),基底层(3)与产氧催化剂层(4)通过导体(6)连接,导体(6)可选导线、导电涂料或导电胶带中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:对基底进行清洗及表面处理;
步骤2:配制铜离子溶液;
步骤3:在硫酸铜溶液中加入乳酸或乳酸钠中的任一种或其组合;
步骤4:使用碱将pH值调节到7 9之间;
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步骤5:采用电化学沉积法在基底上逆向生长氧化亚铜单晶薄膜;
步骤6:切断电源,取出电极清洗并烘干;
步骤7:采用物理气相沉积,在氧化亚铜单晶薄膜{111}晶面上沉积产氢催化剂;
步骤8:采用物理气相沉积,在基底层背面沉积产氧催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,其特征在于,步骤4中所述碱为1M的NaOH溶液。
7.根据权利要求5所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2
5中生长电流密度范围为0 10 mA/cm。
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8.根据权利要求7所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,其特征在于,生长电流2
密度范围为0.05 1 mA/cm。
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9.根据权利要求5所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,步骤2中配置铜离子溶液的盐类为硫酸铜、氯化铜或乙酸铜中的任一种或其组合。
10.根据权利要求9所述的一种水分解制氢复合材料的制备方法,其特征在于,所述铜离子溶液中还添加有四硼酸钠。