[发明专利]用于水电解和其它电化学技术的催化材料、光电阳极和光电化学电池

权利要求书

1.一种用于形成用于由水催化产生氧的光电阳极的方法，包括：

提供包含金属离子物质和阴离子物质的溶液；

提供光活性电极；和

通过对所述光活性电极施加电压，使所述金属离子物质和所述阴离子物质形成与所述光活性电极结合的催化材料。

2.一种用于由水产生氧的方法，包括以下步骤：

提供光电化学电池，包括：

光活性电极；

电解质；和

与所述光活性电极一体化连接的催化材料，所述催化材料包含金属离子物质和阴离子物质，其中所述催化材料不是基本上由金属氧化物或金属氢氧化物组成的；和

利用光照射所述光电化学电池以由此由水产生氧。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性电极包含光活性组合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性电极基本上由光活性组合物组成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性电极不是基本上由光活性组合物组成的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性组合物形成为在基材表面上的膜。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性组合物基本上为半透明的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性组合物包含Fe₂O₃。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光活性组合物包含TiO₂。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过电源对所述光活性电极施加电压。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述电源为电池。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使所述光活性电极暴露于电磁辐射对所述光活性电极施加电压。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电磁辐射通过日光提供。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述电磁辐射通过人工光源提供。

15.根据权利要求12所述的方法，其中使所述光活性电极经过掩模暴露于电磁辐射。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光电阳极可由气态水催化产生氧。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光电阳极可由液态水催化产生氧。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化材料不是基本上由金属氧化物和/或金属氢氧化物组成的。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶液还包含反阴离子，其中所述反阴离子在形成包含所述金属离子物质的溶液之前与所述金属离子物质结合。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶液还包含反阳离子，其中所述反阳离子在形成包含所述阴离子物质的溶液之前与所述阴离子物质结合。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述阴离子物质不是基本上由氢氧根离子或氧化物离子组成的。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述光活性电极施加电压约1分钟～约24小时。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化材料为基本上非晶态的。

24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化材料在所述光活性电极上形成层。

25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述光活性电极结合的所述催化材料具有基本上均匀的厚度。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述光活性电极结合的所述催化材料不具有基本上均匀的厚度。

27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述光活性电极结合的所述催化材料的平均厚度小于约10μm。