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實驗目的：

①讓學生學習和了解光化學和電化學基本知識和原理。

②使學生了解和初步掌握在納米半導體材料的設計和制備方法

③掌握制備高性能半導體材料設計和制造光轉換器件、和測定太陽能轉化效率。

實驗原理：

半導體在一定能量的光照激發作用下，生成具有還原能力的電子和強氧化能力的空穴。利用電子和空穴可以將水分解成氫氣和氧氣。這類半導體材料包括寬帶隙氧化物半導體材料和窄帶隙的氮化物、硫化物等。

實驗流程：

光電化學水分解制備氫氣實驗流程如圖所示。

實驗意義：隨著人類對能源的需求不斷增漲，化石類（煤、石油、天然氣等）能源資源的日趨減少，能源短缺問題已成為人類所面臨的急需解決的主要問題之一。面對日益枯竭的能源，氫能是一種高效、潔凈、可再生、最有前景的替代能源。當前主要的制氫方式是化石資源重整制氫。其缺點在于需要消耗自然界有限的化石資源并造成環境污染。因此，開發新方法和新工藝來獲得高效、潔凈、可再生的氫能是當前迫切需要解決的問題。而光催化制氫的方法是利用豐富的太陽能和水資源，而且不產生二次污染，被認為是氫能源制備和太陽能轉化理想的途徑，已受到世界各國的廣泛重視。光-電化學法將水分解制備氫氣將從根本上可以解決人類所面臨的能源危機，具有重要的理論意義和實際應用價值。 因此，由研究成果轉化成光電化學分解制備氫的實驗，可培養學生對能源化學工程研究領域的興趣，增進學生對該領域內的基礎科學和和熱點問題的了解，激發學生自發關注和主動探索能源研究領域問題的熱情。