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2025-10-15

光电催化,走向连续流!-凯发网址

在“双碳”目标与清洁能源转型的大背景下,光电催化已成为新能源与环境领域炙手可热的研究方向。无论是水分解产氢/产氧co₂还原,还是小分子电解与污染物降解,研究者都希望构建更接近真实反应条件的气-固-液三相界面体系,以获得高效率、高稳定性的结果。而在静态体系中,气体与液体反应物传质受限,热量与电荷分布不均,难以支撑长时、高电流密度的反应过程。因此,构建具备温压调控与流体循环能力的连续流pec装置,成为近年来光电研究的核心趋势,光电催化正在从传统的静态反应槽走向可控、连续流、工程化的体系。

顶刊研究揭示的实验需求

● 在《nature catalysis》中发表的研究设计了一种膜隔离的连续流光电化学(pec)反应器[1],实现了co₂还原与甘油氧化的配对反应。在10倍太阳光聚焦下,光电流密度超过110 ma cm⁻²,且阴极析氢(her)条件下可稳定运行3小时(保留80%活性)。该膜分离设计有效隔离了阴阳极反应,抑制了副反应,从而在高电流密度下维持体系稳定性。

● 在《advanced science》中报道了一种气体可渗透光电极连续流pec反应器[2],同时调控co₂气体流速与电解液循环速率,并发现提升电解液流速可减薄扩散层厚度,从而提高co产率与法拉第效率。这表明对气体与电解液流动的精确控制,是提高光电反应效率与选择性的重要条件。

可以看到,两项研究共同揭示了pec实验的核心需求:连续流体系   精确参数控制   可监测的流体过程,是高性能光电催化反应的基础。

从科研需求到实验现实

针对这些共性挑战,泊菲莱科技推出了plr pects-l2200 连续流光电催化测试系统

系统采用全模块化设计,气路、液路、电解槽、光源与检测单元均可独立配置与升级。从单电极性能研究到膜隔离双腔体系,从常压条件到中压流动反应,都可在同一平台上实现。这种灵活架构能够自由适配实验条件,把装置变量转化为可控变量。其系统控制、气/液流体管理、参数调控与数据采集的有机整合,可在实验室条件下构建与顶刊研究一致的连续流pec体系。

plr pects-l2200 连续流光电催化测试系统

no.1

 精确电控 

输出电压0–12 v(分辨率 0.01 v)、电流0–30 a(分辨率0.01 a),在多电子转移反应中维持稳定偏压,使法拉第效率和选择性更可重复;

no.2

 温压范围 

控温10–90 °c,耐压0.3 mpa(常压版)和1.6 mpa(中压版),可实现顶刊中各种复杂实验条件;

no.3

 流体系统 

循环流量30–200 ml min⁻¹,配合110 ml储液槽与高精度泵控,能精准控制电解液流速;

no.4

 超声辅助 

可选配超声模块以增强边界层更新、改善气泡脱附,进一步提升流动体系下的传质稳定性。

智能监控与自动执行

连续流光电催化测试系统配备上位机系统,可实时控制、监测和记录电压、电流、温度、压力、气液流量等关键参数,并自动生成数据曲线、计算法拉第效率、能耗与功率。研究人员可通过“工序建立功能”预设多阶段实验流程,实现无人值守的连续测试与稳态保持实验。这种智能控制大幅提升实验效率,也保证了数据的可追溯性与一致性。

上位机界面

一机在手,光电实验全能搞定

从nature catalysis到advanced science,连续流光电催化体系正成为pec研究的主流标准。plr pects-l2200连续流光电催化测试系统可助力光电实验研究,成为科研人员探索光电反应机理与性能的可靠伙伴。

 

参考文献

[1] balog, á., kecsenovity, e., samu, g.f. et al. paired photoelectrochemical conversion of co₂/h₂o and glycerol at high rate. nat catal 7, 522–535 (2024). https://doi.org/10.1038/s41929-024-01134-3

[2] h. jung, a. jamal, i. gereige, t. t. nguyen, j. w. ager, h.-t. jung, continuous flow photoelectrochemical reactor with gas permeable photocathode: enhanced photocurrent and partial current density for co₂ reduction. adv. sci. 2025, 12, 2411348. https://doi.org/10.1002/advs.202411348

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