ОПТОВОЛОКОННЫЙ МИКРОЭЛЕКТРОД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА, ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА С ПОДДЕРЖКОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ

1. Оптическое волокно для получения водорода фотоэлектрическим гидролизом воды, содержащее: световодное внутреннее ядро (2), причем световодное внутреннее ядро (2) содержит по меньшей мере первый световодный сегмент (A) и второй световодный сегмент (B), соединенный с первым световодным сегментом (A), при этом первый световодный сегмент (A) содержит пропускающую свет периферийную стенку, и второй световодный сегмент (B) содержит пропускающую свет или светонепроницаемую периферийную стенку, причем:
- первый световодный сегмент (A) содержит, в направлении изнутри наружу, светопоглощающий слой (3), внутренний электродный слой (4), изоляционный слой (5), пустотный слой (6), протонообменную мембрану (8) и наружный электродный слой (9), где пустотный слой (6) образован между изоляционным слоем (5) и протонообменной мембраной (8), светопоглощающий слой (3) представляет собой слой фотоэлектрического материала, который при возбуждении светом генерирует электроны и превращает световую энергию, переданную от световодного внутреннего ядра (2), в электрическую энергию, и внутренний электродный слой (4) сообщается с протонообменной мембраной (8) через множество микроэлектродов (7), проходящих через изоляционный слой (5) и пустотный слой (6), при  этом упомянутое множество микроэлектродов (7) однородно распределено вокруг внутреннего электродного слоя (4), и наружный электродный слой (4) имеет пористую проводящую структуру; и
- второй световодный сегмент (B) световодного внутреннего ядра (A) содержит проводящий слой (10), и проводящий слой (10) соединен с внутренним электродным слоем (4).
2. Волокно по п. 1, в котором проводящий слой (10) объединен с внутренним электродным слоем (4) посредством проводящего материала.
3. Волокно по п. 1, в котором световодное внутреннее ядро (2) содержит также третий световодный сегмент (C), соединенный со вторым световодным сегментом (B), причем третий световодный сегмент (C) содержит светонепроницаемую периферийную стенку.
4. Волокно по п. 1, в котором внутренний электродный слой (4) на одном конце первого световодного сегмента (A) в противоположной стороне от второго световодного сегмента (B) покрыт и изолирован изоляционным слоем (5).
5. Волокно по п. 1, в котором светопоглощающий слой (3) имеет толщину от 50 нм до 20 мкм, внутренний электродный слой (4) имеет толщину от 50 нм до 50 мкм, изоляционный слой (5) имеет толщину от 10 нм до 50 мкм, микроэлектрод (7) имеет радиус от 100 нм до 20 мкм, и протонообменная мембрана (8) имеет толщину 0,05-0,5 мм.
6. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором световодное внутреннее ядро (2) выполнено из такого материала, как кварцевое волокно, пластиковое оптоволокно, кристаллическое волокно, полимерный световод, стеклянный световод, стекловолокно или прозрачная листовая слюда.
7. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором упомянутое множество микроэлектродов (7) образованы из платиновых (Pt) электродов, палладиевых (Pd) электродов или железных (Fe) электродов, содержащих NiS.
8. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором микроэлектроды (7) проведены через изоляционный слой (5) посредством технологии импринт-литографии и сообщаются с внутренним электродным слоем (4).
9. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором, когда внутренний электродный слой (4) или наружный электродный слой (9) используется в качестве катода, он выполнен из платины (Pt), палладия (Pd), меди (Cu), алюминия (Al), графена, титана (Ti), таллия (Tl), хрома (Cr) или золота (Au), и когда электродный слой используется в качестве анода, он выполнен из C или Ni, несущего катализатор, и катализатор представляет собой оксид железа, оксид кобальта, оксид никеля или их смесь.
10. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором светопоглощающий слой (3) выполнен из органического красителя в форме двухвалентной фосфониевой соли дикарбоксибипиридина, нанесенного на поверхность световодного внутреннего ядра (2) способом осаждения металлоорганических соединений из паровой фазы или химического осаждения из паровой фазы, или смешивают органический краситель с органической вискозой в вакууме, чтобы образовать светопоглощающий слой (3) на поверхности световодного внутреннего ядра (2).
2
11. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором светопоглощающий слой (3) состоит из неорганического полупроводникового материала, нанесенного на поверхность световодного ядра (2) путем вакуумного распыления, вакуумного напыления, термовакуумного напыления или физического осаждения из паровой фазы, и в котором неорганический полупроводниковый материал представляет собой TiO, ZnS, CdSe, MoS, CuInS или GaInP.
2
12. Волокно по п. 11, в котором неорганический полупроводниковый материал представляет собой квантовые точки TiO, ZnS или CdSe n-типа, имеющие диаметр частиц 5-10 нм.
13. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором изоляционный слой (5) выполнен из диоксида кремния, нитрида кремния, полиимида или парилена.
14. Волокно по любому из пп. 1-5, в котором протонообменная мембрана (8) представляет собой перфторсульфокислотную мембрану, сульфированную полистирольную мембрану, модифицированную перфторсульфокислотную полимерную мембрану или 1-бутил-3-метилимидазолийтрифторметансульфонатную мембрану.
15. Оптический кабель для получения водорода фотоэлектрическим гидролизом воды, содержащий защитный рукав (12) и множество оптических волокон (1) по любому из пп. 1-5, которые расположены в осевом направлении в защитном рукаве (12).
16. Устройство для получения водорода фотоэлектрическим гидролизом воды, содержащее электролизер (13), оптический кабель (11) по п. 15, внутреннюю шину электрода, внешнюю шину электрода и устройство распределения волокон, причем оптический кабель (11) проходит в электролизер (13) для электролиза воды с целью получения водорода, при этом:
- один конец первого световодного сегмента (A) оптического волокна (1) в стороне от второго световодного сегмента (B) выходит наружу из защитного рукава (12) оптического кабеля (11), и один конец второго световодного сегмента (B) оптического волокна (1) в стороне от первого световодного сегмента (A) выходит наружу из защитного рукава (12) оптического кабеля (11);
- первый световодный сегмент (A) оптического волокна (1) распределяется устройством распределения волокон и погружается в электролит (14), и наружный электродный слой (9) первого световодного сегмента (A) электрически соединен с внешней шиной электрода; и
- второй световодный сегмент (B) оптического волокна (1) находится снаружи электролизера (13), и проводящий слой (10) на втором световодном сегменте (B) электрически соединен с внутренней шиной электрода.
17. Устройство по п. 16, в котором множество оптических кабелей (11) располагается над электролизером (13) в виде рядов.
18. Устройство по п. 16, в котором устройство распределения волокон содержит верхнюю дырчатую пластину (17) и нижнюю дырчатую пластину (18), жестко закрепленные на верхней части и нижней части электролизера (13), соответственно, причем верхняя дырчатая пластина (17) и нижняя дырчатая пластина (18) имеют множество сквозных отверстий (19) в виде рядов, соответствующих друг другу, и при этом первый световодный сегмент (A) каждого оптического волокна (1) закреплен на верхней дырчатой пластине (17) и нижней дырчатой пластине (18) через верхнее сквозное отверстие (19) и нижнее сквозное отверстие, противоположное верхнему сквозному отверстию (19), соответственно.
19. Устройство по п. 18, в котором верхняя дырчатая пластина (17) является изолированной, и нижняя дырчатая пластина (18) является проводящей и используется в качестве внешней шины электрода, соединенной с наружным электродным слоем (9) первого световодного сегмента (B) каждого оптического волокна (1) через нижнее сквозное отверстие (19), при этом внутренняя шина электрода представляет собой медное кольцо (15), оплетенное на одном конце второго световодного сегмента (B) оптического волокна (1), и находится в контакте с проводящим слоем (10).
20. Устройство по п. 16, в котором электролизер (13) снабжен пеногасящей сеткой (20).