Entwicklung eines Reaktors zur standardisierten Quantifizierung der photokatalytischen Wasserstofferzeugung

Development of a Reactor for Standardized Quantification of the Photocatalytic Hydrogen Production

Authors


Abstract

Die photokataytische Wasserspaltung mit Sonnenlicht gilt als eine der Traumreaktionen zur nachhaltigen Erzeugung von Wasserstoff. In Kombination mit einer Brennstoffzelle könnte auf diese Weise eine grüne Energieversorgung sichergestellt werden. Um geeignete Kandidaten für die Wasserspaltung zu identifizieren, müssen die Halbreaktion im Einzelnen unter definierten Bedingungen untersucht werden. Dabei sollten Versuchsbedingungen gewählt werden, die auch in der Realität wiedergefunden werden können. In diesem Beitrag wird ein Versuchsaufbau für die Quantifizierung der Photokatalyse vorgestellt und an mesoporösem Kohlenstoffnitrid als Photokatalysator erprobt. Die Wasserstoffentwicklungsrate wird mit einem Referenzsystem aus Photovoltaik und Elektrolyse verglichen und für den Entwurf eines Prototypen genutzt.

Abstract

The photocatalytic splitting of water is considered as a dream reaction for a sustainable hydrogen production. In combination with fuel cells it could be the future green power generation. In order to identify suitable catalyst materials the half reactions have to be studied individually under conditions as close as possible to reality. In this contribution an experimental setup for the quantitative determination of the performance of photocatalysts is introduced and tested with mesoporous carbon nitride, a promising catalyst material. The obtained hydrogen production rate is used for a comparison with photovoltaic and water electrolysis and also for the design of a prototype reactor.

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