Химия онлайн
ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЯ

ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЯ , изучает процессы взаимного преобразования световой и электрич. энергии в системе электрод - электролит. Наиб. распространены процессы преобразования энергии света в хим. и электрич. энергию, сопровождающиеся протеканием фототока в цепи освещаемой элект-рохим. ячейки, т.е. фотоэлектрохим. р-ции. Обратный процесс - испускание света при прохождении электрич. тока через ячейку - может иметь природу электрохемилюминес-ценции, газового разряда в зазоре между электродом и электролитом и т. д. В широком смысле Ф. включает описание любых изменений на границе раздела электрод - электролит при освещении, в т. ч. и в отсутствие тока, напр. возникновения фотопотенциала и фотоемкости идеально поляризуемого электрода (см. Двойной электрический слой).

Протекание фототока в электрохим. цепи м. б. вызвано фотовозбуждением электрода или р-ра электролита. При поглощении квантов света образуются первичные возбужденные состояния электронов, ионов или молекул, обычно ко-роткоживущие; далее они вступают в необратимые хим. и электрохим. взаимод., заканчивающиеся образованием стабильных продуктов фотоэлектрохим. р-ции. Частицы стабильных продуктов запасают в себе, по крайней мере, часть первоначально поглощенной энергии света, другая часть расходуется (инактивируется) в ходе обратных р-ций, рекомбинации и т. п., причем поглощенная энергия света превращается в тепло.

В случае металлич. электрода фотовозбуждение обусловлено переходом поглотивших квант света валентных электронов на более высокие энергетич. уровни. Возбужденные электроны с энергией, превышающей работу выхода из металла, и имеющие отличный от нуля импульс в направлении нормали к пов-сти электрода могут покинуть металл и перейти в делокализованном состоянии в р-р, образуя ток фотоэлектронной эмиссии (фототок). Фототок I зависит от энергии кванта света hn(h - постоянная Планка, n - частота) и потенциала электрода E по т. наз. закону пяти вторых:

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 5037-21.jpg

где hn0 - работа выхода электрона из металла в р-р при E = 0 (n0-пороговая частота фотоэмиссии), е- заряд электрона. Квантовый выход фототока, равный отношению числа электронов, перенесенных в электрохим. цепи, к числу падающих на электрод фотонов, невелик, порядка 10-4; при обычно применяемой освещенности электрода фототок составляет порядка 10-5 А/см2.

Попавшие в р-р электроны сольватируются р-рителем; сольватир. электроны вступают в хим. реакции с компонентами р-ра, восстанавливая их (напр., ион H+ - до атомарного водорода). Продукты восстановления могут восстанавливаться далее либо окисляться обратно на пов-сти электрода в ходе "темновых" (в отсутствие освещения) электрохим. р-ций. Так, атомарный водород при положит. электродных потенциалах окисляется до H+, а при отрицательных превращается в H2. Измерение фототока лежит в основе методов исследования сольватир. электронов и продуктов их хим. р-ций.

При фотовозбуждении полупроводника электроны валентной зоны, поглотив квант света, переходят в зону проводимости, оставляя в валентной зоне положительно заряженные дырки. Электроны проводимости и дырки могут вступать в электрохим. р-ции, соотв. катодные и анодные, обусловливающие фототек. Скорость р-ций и, следовательно, фототок увеличиваются с концентрацией фотогенерир. электронов и дырок (см. Электрохимия полупроводников).

При поглощении квантов света ионами и молекулами р-ра электролита последние переходят в возбужденное состояние. Электродные потенциалы окислительно-восстановительный систем, в состав к-рых входят возбужденные ионы или молекулы, не совпадают с потенциалами тех же систем в невозбужденном состоянии. Поэтому при освещении могут протекать элект-рохим. р-ции с участием возбужденных частиц, к-рые в невозбужденном состоянии тех же частиц (как темновые процессы) не идут. Поскольку время жизни возбужденных состояний невелико (обычно не более 1 мс), в электрохим. реакциях участвуют только частицы, образованные в непосредственной близости к пов-сти электрода или адсорбированные на этой пов-сти. Так, адсорбированные на пов-сти полупроводникового электрода красители родамин Б, бенгальский розовый и др., поглощающие видимый свет и в возбужденном состоянии окисляющиеся (т. е. отдающие электрон полупроводнику), используются в качестве сенсибилизаторов, повышающих чувствительность широкозонных полупроводников (TiO2, ZnO) к видимому свету.

Фотолиз р-ра при его освещении приводит к образованию стабильных продуктов, в числе к-рых м. б. окислители и восстановители, способные вступить в злектрохим. р-ции на электродах. В ячейке с селективными электродами, один из к-рых избирательно чувствителен по отношению к окислителю, а другой - к восстановителю, освещение р-ра генерирует ток во внеш. цепи, при этом происходит преобразование световой энергии в электрическую.

Фотоэлектрохим. ячейку характеризуют: кпд, равным отношению произведенной электрич. и(или) хим. энергии к энергии падающего (иногда - поглощенного) света, фотоэдс разомкнутой цепи и фототок короткого замыкания. Эти величины тем выше, чем большая доля первичных возбужденных состояний, образовавшихся при поглощении квантов света, избегает инактивации и вступает в полезные электрохим. р-ции. Напр., фотогальванич. ячейка, чувствительная к свету с длиной волны 450-650 нм, основана на фотовозбуждении р-ра, содержащего тиазиновый краситель тионин и Fe2+. Возбужденный светом тионин окисляет Fe2+ до Fe3+, сам при этом восстанавливаясь. Далее Fe3+ восстанавливается на одном из электродов ячейки, а восстановленная форма тио-нина окисляется на другом, при этом в р-ре регенерируются исходные в-ва. Такая электрохим. ячейка имеет кпд ок. 0,1%.

Фотоэлектрохим. р-ции используют для травления полупроводниковых материалов. Поскольку скорость анодного травления увеличивается с ростом интенсивности освещения, неравномерное освещение полупроводникового анода позволяет вытравливать на его пов-сти заданный-рельеф. Напр., травлением GdS, GaAs и др. в интерферирующих лазерных пучках получают дифракционную решетку с разрешением до 6000 линий/мм.

Достижения Ф. позволяют реализовать прямое преобразование солнечной энергии в хим. энергию продуктов фотоэлек-трохим. р-ций и энергию электрич. тока. Фотоэлектрохим. элементы для преобразования солнечной энергии делятся на элементы для фотоэлектролиза и элементы для произ-ва электрич. энергии (т. наз. жидкостные солнечные батареи). Так, для фотоэлектролиза воды служит ячейка с кислым электролитом и фотокатодом из InP (полупроводник p-типа), на поверхность к-рого нанесен микроосадок Pt или Rh для повышения электрокаталитич. активности. При освещении на InP выделяется H2; кпд преобразования солнечной энергии в химическую составляет 6-8%. Примеры "жидкостных солнечных батарей": элемент с фотоанодом из GaAs n-типа и щелочным р-ром K2Se + K2Se2, элемент с фотоанодом из CuInSe2 и р-ром KI+ KI3 + HI; их кпд достигает 12-15%. Наиб. эффективные полупроводниковые фотоэлектроды изготавливают из кремния, фосфида индия, арсенида галлия, теллурида и селенида кадмия.

Лит.: Гуревич ЮЛ. [и др.], в кн.: Итога науки н техники, сер. Радиационная химия. Фотохимия, т. 1,М., 1978; Гуревич ЮЛ., Плесков Ю.В., Фотоаиектрохимия полупроводников, M., 1983; Плесков Ю.В., Фотоэлект-рохимическое преобразование солнечной энергии, M., 1990. Ю.В. Плесков.

 

Полезные интернет ресурсы:

Health-News.ru Большая медицинская энциклопедия

Health-News.ru Лекарства Фармакологический справочник

Educationspb.ru рефераты справочная информация для учащихся учебники

Gendna.ru Генетика, методы генетики, медицинская генетика

Оptbazastroymat.ru Стройсловарь строительство ремонт полезные советы

YFermer.ru Фермерское хозяйство, сельское хозяйство

 

источник:  "Химическая энциклопедия", изд. "Советская энциклопедия", М., 1988


просмотров: 1268
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Alumabright Aluminum Cleaner Brightener 128 ounces (1 Gallon)

$9.95
End Date: Saturday Mar-23-2019 6:25:44 PDT
Buy It Now for only: $9.95
|
WD 40 Electrical Contact Cleaner Spray Circuit Board Car Electronics Connection

$7.96
End Date: Sunday Mar-24-2019 16:58:23 PDT
Buy It Now for only: $7.96
|
8 oz WD-40 Multi-Purpose Lubricant w/ Smart Straw - Spray Two Ways

$3.45
End Date: Friday Mar-29-2019 5:49:16 PDT
Buy It Now for only: $3.45
|
16 pack - HOMAX brand (1 Bag) (16 Pads) #0000 (0000) SUPER FINE Steel Wool

$8.99
End Date: Friday Mar-22-2019 6:27:38 PDT
Buy It Now for only: $8.99
|
Magic Goo Gone Citrus Solvent 8 oz Bottle 2087 Removes Gum Grease and Tar

$5.95
End Date: Monday Apr-1-2019 13:48:30 PDT
Buy It Now for only: $5.95
|
Robtec Assorted Steel Wool, Coarse, Medium, Fine (12-Pack)

$23.08
End Date: Sunday Apr-7-2019 0:19:05 PDT
Buy It Now for only: $23.08
|
WD-40 Multi-Use Product One Gallon Lubricates hinges, wheels, pulleys, rollers,

$16.59
End Date: Saturday Mar-23-2019 17:25:26 PDT
Buy It Now for only: $16.59
|
Animal Quarters CREOLINA Coal Tar Deodorant Cleaner 3 Plastic Bottles 16oz.

$16.49
End Date: Friday Mar-22-2019 9:23:06 PDT
Buy It Now for only: $16.49
|
Search Results from AllSoft: новости

Сан-Франциско ждет! Вы — Маркус, блестящий хакер, объединяетесь с DedSec, чтобы противостоять ctOS 2.0, системе глобального контроля. Сокрушите ее, это будет взлом века!
Первым покупателям — скидка 250 рублей! Успей купить первым! 


подробнее»
181528

PrintStore Pro — программа для учета расходных материалов и оборудования. Просчитывает запас каждого картриджа в каждом принтере и помогает сформировать заказ на следующий период. Поддерживает учет перезаправок. Учитывает при всех операциях совместимость принтеров и картриджей. Хранит историю всех действий с картриджами и принтерами, позволяет создавать множество отчетов.


подробнее»
123795

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
139103

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
141754

Retouch Pilot — программа для удаления изъянов с фотографий, таких как царапины, мелкие пятна и другие мелкие дефекты, существующие на фото или полученные при сканировании. Вы можете удалять целые объекты, попавшие случайно в кадр, а также инструментом пластика изменять форму и пропорции. Программа позволяет ретушировать изъяны кожи - пятнышки, морщинки и др..


подробнее»
26516

R-Studio — эффективное программное обеспечение, позволяющее восстанавливать данные с жестких дисков, CD, DVD, дискет, USB дисков, ZIP дисков и устройств флеш-памяти.


подробнее»
88115

Сборка электронных каталогов автозапчастей включает в себя грузовые автомобили Европы и Китая. В сборку включена программа Tecdoc, позволяющая подобрать не оригинальные запчасти.


подробнее»
183206

Sound Pilot озвучивает клавиатуру. Каждое прикосновение к клавиатуре рождает звук, который разнообразит процесс набора текста, развлекает и снижает утомляемость.


подробнее»
78205
Search Results from «Озон» Химия
 
Н. Л. Федосова, В. Е. Румянцева Химические основы полимеров и вяжущих веществ. Сборник задач и упражнений
Химические основы полимеров и вяжущих веществ. Сборник задач и упражнений
Учебное пособие содержит задачи и упражнения по всем разделам химии полимеров и вяжущих веществ, включая главы прикладного значения. В начале каждого раздела пособия дана краткая теоретическая часть, приведены примеры решения типовых задач и сами задачи.

Издание предназначено для самостоятельной работы студентов строительных специальностей всех форм обучения....

Цена:
462 руб

Г. М. Курдюмов Химия в вопросах и задачах
Химия в вопросах и задачах
Пособие адресовано студентам и преподавателям, оно содержит вопросы и задачи, составленные в соответствии с учебными программами вузовского курса "Общая химия". В книгу вошли задания по теоретическим основам химии, а также по неорганической и органической химии.

Студентам книга необходима для подготовки к контрольным мероприятиям, а преподаватели могут е использовать при составлении вопросов текущего контроля, заданий контрольных работ и коллоквиумов, вариантов экзаменационных билетов....

Цена:
470 руб

 Практикум по коллоидной химии. Учебное пособие
Практикум по коллоидной химии. Учебное пособие
Практикум по коллоидной химии содержит описания лабораторных работ и контрольные вопросы по всем разделам коллоидной химии: поверхностные и капиллярные явления, адсорбционные явления на границах раздела фаз разной природы (жидкость-газ, твердое тело-водные растворы поверхностно-активных веществ и электролитов), электрокинетические явления, методы исследования дисперсных систем, образование и свойства самоорганизованных наносистем, а также лиофобных дисперсных систем, устойчивость дисперсных систем. Описанию практических работ предшествуют краткие теоретические введения, помогающие как при выполнении работы, так и при подготовке к теоретическим коллоквиумам. Предлагаемый практикум ставит своей целью развитие у студентов навыков самостоятельного научного поиска. В соответствии с этим часть работ, приведенных в практикуме, требует углубленного изучения теоретического материала и сопоставления полученных данных с теорией.

Практикум по коллоидной химии предназначен для студентов химических и химико-технологических факультетов высших учебных заведений, изучающих курс коллоидной химии....

Цена:
973 руб

А. Н. Васюкова, О. П. Задачина, Н. В. Насонова, Л. И. Перепелкина Типовые расчеты по физической и коллоидной химии. Учебное пособие
Типовые расчеты по физической и коллоидной химии. Учебное пособие
В пособии содержатся задачи по всем разделам физической и коллоидной химии. Сборник построен по классическому принципу: каждый раздел начинается с подробного теоретического введения, по ходу которого рассматриваются примеры решения типовых задач. Затем следуют задачи для самостоятельного решения. В приложении приведена вся необходимая для решения задач справочная информация.

Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения всех направлений бакалавриата, изучающих дисциплины: "Физическая и коллоидная химия" и "Химия дисперсных систем"....

Цена:
769 руб

Неорганическая химия. Учебное пособие
Неорганическая химия. Учебное пособие
Курс неорганической химии, изложенный в этой книге, предназначен для будущих учителей химии. Подготовка студентов в области химии связана с решением нескольких важных задач. Прежде всего учащийся должен владеть методами, составляющими основу материалистического естествознания, и уметь на конкретных примерах показать их прогрессивную роль в истории развития химических воззрений. Это возможно лишь при глубоком знании основ современной химии - ее теоретического фундамента. Химия наших дней резко отличается не только от описательной науки прошлого века, но и от химии 30-х годов этого столетия. Проникновение в химическую науку новых приемов исследования, широкое использование квантовой механики, термодинамики, структурного анализа, контакты с рядом смежных отраслей естествознания (геология, биология и др.) - все это привело к быстрому расцвету теоретической химии и сокращению объема чисто эмпирических описаний. Поэтому в пособии уделено внимание вопросам принципиальной возможности той или иной реакции с точки зрения термодинамических критериев и введено (насколько это допустимо в общем курсе) понятие об энергии Гиббса (изобарном потенциале). Сравнительно подробно рассмотрены проблемы строения атома, методы молекулярных орбиталей и валентных связей.
Свойства отдельных элементов описаны более детально в тех случаях, когда речь идет об элементе, играющем особенно важную биологическую роль. Поэтому объем сведений, относящихся, например, к водороду, углероду, азоту и т.д., значительно больше, чем информация о свойствах лантаноидов и некоторых других металлов. Биологические функции элементов кратко охарактеризованы в конце параграфов....

Цена:
266 руб

Кинетика гомогенных химических реакций. Учебное пособие
Кинетика гомогенных химических реакций. Учебное пособие
Пособие представляет собой справочник, охватывающий все разделы современной гомогенной химической кинетики. Дана полная сводка современных кинетических методов, изложены приемы обработки кинетических данных, приведены примеры решения типовых задач.
Второе издание (1-е - в 1948 г.) исправлено, уточнено и дополнено в соответствии с новыми достижениями в области химической кинетики....

Цена:
444 руб

А. С. Дмитриев Введение в нанотеплофизику
Введение в нанотеплофизику
Эта книга - одна из первых в мировой литературе монографий, посвященных тепловым процессам в наномасштабных системах. Проанализированы классические и современные представления о теплофизике нанообъектов. Рассмотрены механизмы переноса тепла в различных наноструктурах, методы вычисления теплопроводности, в том числе в нанопроволоках и нанотрубках, нанокомпозитах и наножидкостях. Проведен анализ радиационного теплопереноса на наномасштабах. Особое внимание уделено роли межфазных границ и влиянию размерных (классических и квантовых) эффектов, приводящих к особенностям и аномалиям теплопереноса. Отражено современное состояние интенсивно развивающихся областей теплофизики - нанотермогидродинамики и нанотермоэлектричества.

Для студентов, аспирантов и специалистов в области физики твердого тела, нанонауки и нанотехнологий, физики и техники низких температур, энергетики и теплофизики....

Цена:
1539 руб

Егоров С. В., Мухачева Е. С., Оробейко Елена Сергеевна Коллоидная химия. Шпаргалка
Коллоидная химия. Шпаргалка

Данное издание создано в помощь студентам вузов, которые хотят быстро подготовиться к экзаменам и сдать сессию без проблем. Пособие составлено с учетом Государственного образовательного стандарта.

...

Цена:
50 руб

В. Г. Бамбуров, А. С. Борухович, Н. И. Каргин, А. В. Трошин Монооксид европия для спинтроники
Монооксид европия для спинтроники
Обсуждаются принципы работы полупроводниковых устройств спиновой электроники. Они основываются на особенностях строения электронной и магнитной структур ферромагнитных полупроводников (ФП) и немагнитных широкозонных полупроводников (П). Рассмотрены модели реализации спинового токопереноса в контактах ФП/П на один из зеемановских электронных уровней в запрещенной зоне энергий немагнитного полупроводника. Приводятся результаты экспериментальных исследований подобных структур, в том числе структур с участием композита на основе монооксида европия, свидетельствующие о возможности создания на их основе твердотельных спинтронных устройств для миллиметровой и субмиллиметровой спектроскопии твердого тела, а также элементов квантовых устройств спиновой информатики, способных работать при комнатных температурах.

Предназначено для студентов направлений подготовки, входящих в УГС: "Физика и астрономия", "Электроника, радиотехника и системы связи", "Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии", "Физико-технические науки и технологии", "Технологии материалов", "Нанотехноло-гии и наноматериалы" и других физико-математических направлений подготовки, а также для аспирантов, преподавателей и научных сотрудников....

Цена:
619 руб

Васильев Владимир Павлович Аналитическая химия. Книга 2. Физико-химические методы анализа
Аналитическая химия. Книга 2. Физико-химические методы анализа

Во второй книге изложены теоретические основы физико-химических (инструментальных) методов анализа: спектральных, электрохимических, хроматографических и др. Указаны возможности использования методов в химико-аналитических целях, области практического применения, их значение и ограничение, средства и методы оперативного аналитического контроля, применение тест-методов и сенсоров в анализе. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы. Для студентов вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям. Может быть использован студентами энергетических, сельскохозяйственных, медицинских, металлургических, педагогических и других вузов, а также сотрудниками научно-исследовательских, заводских и экологических лабораторий, связанных с проведением химических анализов.

...

Цена:
259 руб

2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования