[發明專利]一種光催化制氫系統及制氫方法

有效

• 申請號: 201410364040.4
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104226224A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 陳磊;劉曉霞
• 申請（專利權）人: 北京泊菲萊科技有限公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;C01B3/04
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種光催化制氫系統及制氫方法，光催化反應領域。

背景技術

隨著能源危機和環境污染的日益加重，新型能源系統則越來越多地受到各國人民的重視。光催化反應制氫是獲取氫能的一種重要方法，對其研究一方面側重于開發高效、穩定長壽命的光催化劑；另一方面則側重于光催化制氫反應過程及反應系統的研究。

光催化反應制氫的反應測量裝置已有所開發，如已商業化的產品，一般為閉式的玻璃環路系統，通過在線取樣并由氣相色譜儀進行氣體分析和檢測，系統復雜且較為昂貴，維護復雜且維護成本很高，僅適用于科學研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適合進行光催化反應教學及研究的光催化制氫系統及產氣測量驗證方法，以完整、連續進行光催化反應并且直觀地進行氣體產物的測量驗證。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種光催化制氫系統,其特征在于，包括惰性氣源、光催化反應裝置、氣體集排放計量裝置、氣體檢測驗證裝置及主閥控管路，

所述主閥控管路依次連接所述惰性氣源、光催化反應裝置、氣體集排放計量裝置及氣體檢測驗證裝置，所述氣體檢測驗證裝置內設置有氫燃料電池，所述氫燃料電池電連接負載。其中所述的氫燃料電池兩端還連接有電壓顯示表。

本發明的有益效果是：實現了光催化反應、產氣計量、氣體檢測驗證的一體化；氣體計量檢測方法簡單、直觀、有效；操作難度降低，可維護性提高；產品成本、維護保養成本、運行環境成本大幅度降低。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

本發明如上所述一種光催化制氫系統,進一步，所述主閥控管路包括第一閥控管路、氣體流量計及第一三通閥，第二閥控管路及第二三通閥、第三三通閥及第三閥控管路、直通閥，

所述第一閥控管路連接所述惰性氣源與光催化反應裝置的進氣口，所述氣體流量計及第一三通閥依次通過兩個口連接在所述第一閥控管路上；

所述第二閥控管路連接所述光催化反應裝置的出氣口及所述氣體集排放計量裝置進氣口，所述第二三通閥、第三三通閥均分別通過兩個口連接在所述第二閥控管路上；

第三閥控管路連接所述氣體集排放計量裝置出氣口及所述氣體檢測驗證裝置的進樣口，所述直通閥安裝在所述第三閥控管路上。

采用上述進一步方案的有益效果是:通過各閥門的調節，使反應器、循環泵、集氣管及閥控管路形成一個封閉空間。

本發明如上所述一種光催化制氫系統,進一步，所述第二三通閥的第三個口為取樣口。取樣口可以外接氣相色譜或氫傳感器，以實現對氫氣的檢測與驗證。

采用上述進一步方案的有益效果是:可以對光催化反應裝置產生的氫氣實現微量檢測。

本發明如上所述一種光催化制氫系統,進一步，還包括循環管路包括第一循環管路、第二循環管路、第三循環管路、四通閥及循環泵，

所述第一循環管路連接所述第一三通閥的第三個口，另一端連接所述第三三通閥的第三個口；所述四通閥通過兩個口連接在所述第一循環管路上；所述循環泵連接在所述四通閥與第三三通閥之間的第一循環管路上；所述第二循環管路一端連接所述四通閥的第三個口，另一端連通所述氣體集排放計量裝置的上部的側排氣口；所述第三循環管路一端連接所述四通閥的第四個口，另一端連通所述氣體集排放計量裝置的上部的側進氣口，所述側進氣口為斜切入式進氣結構。

采用上述進一步方案的有益效果是:循環泵提供系統內氣體的循環動力，可對封閉空間的氣體提供循環動力，對氣體實現攪拌作用使得氣體混合均勻；且斜切入式進氣結構，沿集氣管壁斜向下的氣流有助于集氣管內氣體的充分混合，以實現收集氣體攪拌與濃度的穩定、均一。

本發明如上所述一種光催化制氫系統,進一步，所述氣體集排放計量裝置包括集氣管及副閥控管路及儲水瓶，所述集氣管倒置的滴管或移液管形狀頂端為出氣口，下部一側設置有進氣口，上部一側設置有側出氣口及側進氣口，所述儲水瓶通過副閥控管路連接所述集氣管的底端；所述副閥控管路上安裝有第四三通閥，所述第四三通閥的第三個口連通儲水槽。

采用上述進一步方案的有益效果是:可以實現對集氣管內氣體的排放。

本發明如上所述一種光催化制氫系統,進一步，所述光催化反應裝置包括底座及磁力攪拌器、具有控溫層的反應器、U型光窗及光源，所述磁力攪拌器安裝在所述底座上；所述具有控溫層的反應器位于所述磁力攪拌器上，所述U型光窗位于反應器內，所述光源位于U型光窗內；所述控溫層一側的上方設有恒溫流體入口，另一側的下方設有恒溫流體出口。