利用太陽能生產氫氣的系統,有光分解制氫，太陽能發電和電解水組合制氫系統。太陽能制氫是近30～40年才發展起來的。到目前為止，對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術：熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。本篇文章介紹的是光催化法制氫。
光催化法制氫
半導體TiO2及過渡金屬氧化物、層狀金屬化合物，如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等，以及能利用可見光的催化材料，如CdS、Cu-ZnS等，都能在一定的光照條件下，催化分解水，從而產生氫氣。然而到目前為止，利用催化劑光解水的效率還很低，只有1% ～2%。已經研究過的用於光解水的氧化還原催化體系主要有半導體體系和金屬配合物體系兩種，其中以半導體體系的研究最為深入。 半導體光催化在原理上類似於光電化學池，細小的光半導體顆粒可以被看作是一個個微電極懸浮在水中，他們像光陽極一樣在起作用，所不同的是它們之間沒有像光電化學池那樣被隔開，甚至陰極也被設想是在同一粒子上，水分解成氫氣和氧氣的反應同時發生。當小於387nm 的紫外光照射到TiO2時，價帶上電子吸收能量後發生躍遷到導帶，在價帶和導帶分別產生了空穴與電子，吸附在TiO2的水分子被氧化性很強的空穴氧化成為氧氣，同時產生的氫離子在電解液中遷移後被電子還原成為氫氣。和光電化學池比較，半導體光催化分解水放氫的反應大大簡化，但通過光激發在同一個半導體微粒上產生的電子空穴對極易複合。因此為了抑制氫和氧的逆反應及光激發半導體產生的電子和空穴的再結合，可加入電子給體作為空穴清除劑，以提高放氫效率。廢水中許多有機物是良好的電子給體，如果把廢水處理與光催化制氫結合起來，可同時實現太陽能制氫和太陽能去汙 。
在光催化制氫的過程中，需要實時地檢測氫氣的濃度，此方法制造的氫氣濃度大約在20~40%之間。深圳市工採網有限公司提供熱導式傳感器MTCS2601來檢測氫氣濃度，具體產品如下：
MTCS2601 傳感器由基於 MEMS 技術的 4 個 Ni-Pt 電阻組成的微機械的熱電導率傳感器。此傳感器安裝在小型的 SMD 封裝內。同時結合了低功耗 CMOS 標準集成電路，非常適合 OEC廠商的洩漏檢測，或者基於帕拉尼原理的真空度檢測，需要超低功耗，長壽命和免維護的產品。適用於惡劣環境下初級壓力控制，需要功耗和尺寸的限制，或者是氣體洩漏或者水分，或者侵入。
閱讀更多 智能傳感 的文章
