КАТАЛИТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ФОТОАНОДЫ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯЧЕЙКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ И ДРУГИХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

1. Способ формирования фотоанода, включающий:
предоставление фотоактивного электрода; и
побуждение металлического ионного компонента, первого типа анионных компонентов, содержащего гидроксидные и/или оксидные ионы, и второго типа анионных компонентов к формированию каталитического материала, связанного с фотоактивным электродом, посредством приложения напряжения к фотоактивному электроду.
2. Способ формирования фотоанода, включающий:
предоставление фотоактивного электрода; и
побуждение металлического ионного компонента и анионного компонента к формированию каталитического материала, связанного с фотоактивным электродом, посредством приложения напряжения к фотоактивному электроду, при этом напряжение прикладывают к фотоактивному электроду посредством воздействия на фотоактивный электрод электромагнитного излучения.
3. Способ формирования фотоанода, включающий:
предоставление раствора, содержащего ионы кобальта и/или никеля и анионный компонент, содержащий фосфор и/или бор;
предоставление фотоактивного электрода; и
побуждение ионов кобальта и/или никеля и анионного компонента, содержащего фосфор и/или бор, к формированию каталитического материала, связанного с фотоактивным электродом, посредством приложения напряжения к фотоактивному электроду.
4. Способ получения кислорода из воды, включающий следующие этапы:
предоставление фотоэлектрохимической ячейки, содержащей:
фотоактивный электрод;
электролит; и
каталитический материал, полностью связанный с фотоактивным электродом, данный каталитический материал содержит металлический ионный компонент и анионный компонент, и при этом каталитический материал содержит металлический ионный компонент, первый тип анионных компонентов, содержащий гидроксидные и/или оксидные ионы, и второй тип анионных компонентов; и
облучение фотоэлектрохимической ячейки электромагнитным излучением, чтобы посредством этого получать кислород из воды.
5. Фотоанод, содержащий:
фотоактивный электрод; и
каталитический материал, связанный с фотоактивным электродом и содержащий ионы кобальта и/или ионы никеля и анионный компонент, содержащий фосфор и/или бор.
6. Фотоанод, содержащий:
фотоактивный электрод, содержащий фотоактивную композицию, и
sp
sp
3
каталитический материал, содержащий металлический ионный компонент, первый тип анионных компонентов и второй тип анионных компонентов, в котором металлический ионный компонент в состоянии окисления (n+x) и первый тип и/или второй тип анионных компонентов образуют по существу некристаллическую композицию и имеют величину K, которая меньше, по меньшей мере в 10 раз, чем величина K композиции, содержащей металлический ионный компонент в состоянии окисления (n) и первый тип и/или второй тип анионных компонентов.
7. Фотоанод, содержащий:
фотоактивный электрод, содержащий фотоактивную композицию, и
sp
sp
3
каталитический материал, содержащий металлический ионный компонент и анионный компонент, в котором металлический ионный компонент в состоянии окисления (n+x) и анионный компонент образуют по существу некристаллическую композицию и имеют величину K, при pH менее чем 11, которая меньше по меньшей мере в 10 раз, чем величина K композиции, содержащей металлический ионный компонент в состоянии окисления (n) и анионный компонент.
8. Фотоанод, содержащий:
фотоактивный электрод; и
каталитический материал, содержащий металлический ионный компонент и анионный компонент, при этом каталитический материал сформирован приложением напряжения к фотоактивному электроду, и при этом каталитический материал содержит металлический ионный компонент, первый тип анионных компонентов, содержащий гидроксидные и/или оксидные ионы, и второй тип анионных компонентов.
9. Фотоэлектрохимическая ячейка, содержащая:
фотоанод, содержащий фотоактивный электрод и каталитический материал, содержащий металлический ионный компонент и анионный компонент, при этом каталитический материал содержит металлический ионный компонент, первый тип анионных компонентов, содержащий гидроксидные и/или оксидные ионы, и второй тип анионных компонентов;
второй электрод; и
электролит.
10. Способ получения кислорода и/или водорода из воды, включающий следующие этапы:
предоставление устройства, содержащего:
фотоактивный электрод, содержащий каталитический материал;
электролит; и
воду при pH воды от примерно 3 до примерно 11;
облучение устройства светом, чтобы получать кислород из воды, при этом общий кпд преобразования энергии устройством при облучении смоделированным излучением AM 1,5, составляет по меньшей мере примерно 1,0%.
11. Устройство для получения кислорода и/или водорода из воды, содержащее:
фотоактивную композицию; и
электролит, при pH от примерно 2 до примерно 12, находящийся в соприкосновении с возможностью протекания электрохимических реакций с фотоактивной композицией,
при этом устройство функционирует с общей эффективностью преобразования энергии, при облучении смоделированным излучением AM 1,5, составляющей по меньшей мере примерно 1,0%.