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在短短的数年,能源危机和环境污染问题不断加剧,为了保障人民的生活水平和社会的发展,研发新型清洁能源技术愈加重要。在诸多新兴技术和产业中,光催化燃料电池(PFC)因其具有绿色环保、反应条件温和、来源广泛等优点已经成为了研究的热点。TiO2作为一种经典的半导体阳极材料,因其具有稳定性好、无毒无害、光电响应性强等优点成为了目前使用较为广泛的半导体材料之一。因此,选择半导体材料SrTiO和TiO2进行复合,来进一步提高光催化燃料电池的性能。Cu2O是一种常见的窄带隙半导体阴极材料,其带隙宽度约为2.1 eV。因其环境友好、对可见光利用率高等优点引起了广大研究者的关注。本文制备了 TiO2-SrTiO3复合薄膜,并将其用于光催化甲醛燃料电池的光阳极,探讨了该燃料电池的电化学性能。此外,又设计了以TiO2作为光阳极,Cu2O为光阴极的光催化双光极甲醛燃料电池,并探究了该燃料电池的电荷转移机理和能级图。本文主要工作如下:1.利用水热法在FTO表面生长TiO2纳米棒阵列,再通过二次水热法制备出TiO2-SrTiO3复合薄膜,将其作为光催化甲醛燃料电池的光阳极,来促进甲醛的氧化反应。经过电化学测试,该燃料电池的短路电流和开路电压分别为0.95 mA/cm2和1.3 V,其中开路电压值高于之前文献所报道。通过对莫特肖特基(Mott-Schottky)方程、循环伏安(CV)曲线及半导体带隙宽度的探究确定了电荷转移方向。2.采用水热法制备的TiO2纳米棒阵列作为光催化甲醛燃料电池的光阳极,以加快甲醛氧化为CO2。以化学电沉积法制备的Cu2O作为燃料电池的光阴极,来提高氧气还原为H2O。经过测试,其短路电流为1.2 mA/cm2、开路电压为0.58 V。通过对半导体带隙宽度、平带电位、表面光伏(SPV)等数据的测定讨论了光生电子和电荷的传输机理,并绘制了半导体能带图。该实验为非贵金属基燃料电池的研究提供了一种可行性思路,该研究为实现太阳能与化学能到电能的协同转化提供了帮助,在一定程度上能缓解能源和环境所面临的压力。