一種用彈簧片作引線光電化學電解池結構的製作方法

2023-04-24 09:11:36

一種用彈簧片作引線光電化學電解池結構的製作方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種用彈簧片作為光電極引線的光電化學電解池結構。包括螺杆(1)、支架(2)、光電極(3)、O型導電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺杆(1)固定在支架(2)上，支架(2)用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺杆(1)抵住光電極(3)的背面壓緊O型導電密封圈(4)；其特徵在於：還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線與光電化學儀相連。本發明的有益效果在於：本發明的光電化學電解池結構用彈簧片作引線將片狀的光電極與光電化學儀相連，O型導電密封圈既能保證光電極與光電化學儀的有效的連接，又能控制光電極與電解液接觸的面積。
【專利說明】—種用彈簧片作引線光電化學電解池結構
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及物理化學和材料科學研究中的光電化學【技術領域】，具體涉及一種用彈簧片作為光電極引線的光電化學電解池結構。
[0003]
【背景技術】
[0004]目前，以光電轉換為基礎的光電化學電解池在能源轉化材料研究中具有廣泛的應用，常用導電矽片或導電玻璃作為基底固定光電功能材料。現有的商業化光電化學電解池的光電極存在各種各樣的問題，如圖1所示，光電極直接插入電解液中，常用膠帶掩模控制電極面積，實際操作時很難控制面積的大小，很難比較實驗的結果；此外，電極的連線需要用導電銀膠固定，銀膠的固化需要很長的時間，導電銀膠會增加電極的接觸電位，對電位的測量有一定的影響。還有，現有的光電極用法蘭密封固定的，光電極的裝配過程較為繁瑣，實際操作的要求迫切需要對現有的光電化學池的結構進行重新設計。
[0005]

【發明內容】

[0006]本發明的目的在於提供一種光電極接觸良好、面積可控和拆卸方便的光電化學電解池製作方法。
[0007]本發明的技術解決方案是:
一種用彈簧片作引線的光電化學電解池結構，包括螺杆(I)、支架(2)、光電極(3)、0型導電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺杆(I)固定在支架
(2)上，支架⑵用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺杆⑴抵住光電極
(3)的背面壓緊O型導電密封圈(4);
其特徵在於:
還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線與光電化學儀相連。結構如圖3所示。
[0008]進一步的，所述彈簧片(5) —端呈S型，螺杆壓緊光電極後，彈簧片(5)與O型導電密封圈⑷和光電極⑶都能很好的導通。
[0009]進一步的，所述光電極(3)與電解液的接觸面積由O型導電密封圈⑷的大小決定，光電極的面積可控。
[0010]進一步的，所述O型導電密封圈(4)為導電的矽橡膠密封圈。
[0011]一種單室光電化學電解池，其特徵在於，包括權利要求1所述的電解池結構，所述接口(6)中插入對電極(10)和參比電極(11)。
[0012] 一種雙室光電化學電解池，其特徵在於，包括權利要求1所述的電解池結構，所述接口(6)中插入鹽橋，在另一個電解池中放置對電極(10)和參比電極(11)。
[0013]本發明的有益效果在於:
(I)本發明的光電化學電解池結構用彈簧片作引線將片狀的光電極與光電化學儀相連，O型導電密封圈既能保證光電極與光電化學儀的有效的連接，又能控制光電極與電解液接觸的面積。
[0014](2)光電極由螺杆鎖緊固定，避免了傳統的用法蘭固定的連接，很容易裝配光電極。
[0015](3)本發明結構可以作為單室光電化學電解池，也可以在接口中插入鹽橋組裝成雙室光電化學電解池。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1現有商品化光電化學池中光電極固定的示意圖。
[0018]圖2本發明中光電化學池的結構圖。
[0019]圖3彈簧片與O型導電密封圈和光電極的接觸示意圖。
[0020]圖4用本設計的光電化學池組裝的單室光電化學電解池的結構圖。
[0021]圖5用本設計的光電化學池組裝的雙室光電化學電解池的結構圖。
[0022]其中，螺杆(I)、支架(2)、光電極(3)、0型導電密封圈(4)、彈簧片(5)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)，法蘭(9)、對電極(10)，參比電極(11)，光電化學測試儀(12)，鹽橋
(13)。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0025]實施例1單室光電化學電解池的結構
光電化學電解池的結構如圖2所示。包括以下幾個部分:
①光電極與光電化學池連接部分，在螺杆I鎖緊後，光電極3被壓在O型導電密封圈4和彈簧片5上，使光電極3和彈簧片5導通，通過光電化學儀12上工作電極引線的鱷魚夾夾持住彈簧片5，實現了光電極3和光電化學儀12的連接，彈簧片5由自攻螺釘固定在與密封圈4固定槽相連的槽內；
②池體部分:由聚四氟乙烯加工而成，一端與光電極3相連，另一端與石英片8相連，中間設置接口 6，可以固定對電極10和參比電極11，可以通入氣體；
③螺杆固定部分:在支架2上焊接一個與螺杆I相匹配的螺母，螺杆I就固定在支架2上，螺杆前進時可以抵住光電極3和O型導電密封圈4接觸，實現光電解池底座7與光電極3的密封；支架2由螺絲固定在電解池的底座7上。螺杆和支架由不鏽鋼製成。
[0026]④光學系統:入射光照射到石英片窗口 8上，光透過石英窗口 8和光電極3之間的溶液後照射到光電極3上。
[0027]⑤用本設計的光電化學池組裝的單室光電化學電解池的結構如圖4所示，以鉬片電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極。對電極和參比電極插入到電解池的接口中組裝成單室光電化學電解池。
[0028]以組裝的單室光電化學電解池用於研究光解水產生氫氣過程為例,光電極由導電玻璃修飾η型半導體TiO2複合納米材料而成，電解質溶液為IM NaOH溶液，光電極作為陽極，對電極作為陰極，光電極在光的照射下產生光生電子，電子通過電極引線流到對電極上，使得電極附近的質子還原成氫氣。反應的過程為
在光電極上 TiO2+2h υ — 2丨+2Ρ+ (I)
2P++ H2O — 1/2 O2 +2H+ (2)
在鉬電極上 2e+2H+ —H2(3)
總反應為:H2O +2h υ — 1/2 O2 2e_ + H2 (4)
實施例2雙室光電化學電解池的結構
電解池的光電極的固定方式和實施例1相同，不同的是在接口中插入鹽橋13，在另一個電解池中放置對電極10和參比電極11，構成雙室光電化學電解池，結構如圖5所示。
[0029]本發明中的陽極和陰極系統均為現有的技術，對於本領域的研究人員來說對於陽極系統和陰極系統的設計是顯而 易見的，例如電解液的選擇等等，通過對前文的閱讀，對各種實施方式的改變是本領域研究人員所顯而易見的， 申請人:的意圖是保護光電極引線的方式和光電極的固定方式，所有關電解池的變化都落在了本發明專利要求保護的範圍內。
[0030]本文中使用的術語僅為對具體的實施例加以說明，其並非意在對本發明進行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術語均與本發明所屬領域的一般技術人員的理解相同。
【權利要求】
1.一種用彈簧片作引線光電化學電解池結構，包括螺杆(I)、支架(2)、光電極(3)、O型導電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺杆(I)固定在支架(2)上，支架⑵用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺杆⑴抵住光電極(3)的背面壓緊O型導電密封圈(4); 其特徵在於: 還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線與光電化學儀相連。
2.根據權利要求1所述的電解池結構，其特徵在於: 所述彈簧片(5) —端呈S型，螺杆壓緊光電極後，彈簧片(5)與O型導電密封圈(4)和光電極⑶都能很好的導通。
3.根據權利要求1所述的電解池結構，其特徵在於:所述光電極(3)與電解液的接觸面積由O型導電密封圈(4)的大小決定,光電極的面積可控。
4.根據權利要求2或3所述的電解池結構，其特徵在於:所述O型導電密封圈(4)為導電的矽橡膠密封圈。
5.一種單室光電化學電解池，其特徵在於，包括權利要求1所述的電解池結構，所述接口(6)中插入對電極(10)和參比電極(11)。
6.一種雙室光電化學電解池，其特徵在於，包括權利要求1所述的電解池結構，所述接口(6)中插入鹽橋(13)，在另一個電解池中放置對電極(10)和參比電極(11)。
【文檔編號】G01N27/28GK103995032SQ201410162050
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】葛存旺, 繆世群, 莫亞梅, 袁國秋, 繆建文, 闞洪, 朱嶸嶸 申請人:南通大學