[發明專利]應用于儲能領域的含有電機控制模塊的光觸媒催化解水系統、光觸媒催化劑應用模塊

有效

• 申請號: 201611236280.1
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106637275B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 趙新生;聶新明;田亞平;喬學斌;李建偉
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B15/02;C25B9/00
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠

1.應用于儲能領域的含有電機控制模塊的光觸媒催化解水系統，其特征在于：

包括光解水模塊；

還包括電機控制模塊；

還包括電磁閥驅動模塊；

還包括氣壓傳感模塊；

還包括指示模塊；

光解水模塊包括控制電源（VCC）、功率電源（TCC）、地點（GND）、控制單元、第一電極（DJ1）、第二電極（DJ2）、電壓調節模塊、電壓反饋模塊；

光解水模塊的控制單元包括單片機、第六電容、第七電容、第五電容；

光解水模塊的控制單元中：單片機的型號為STM8S103；第五電容的一端與單片機的接地腳相連，第五電容的另一端與單片機的VCAP腳相連；第六電容的一端與單片機的電源腳相連，第六電容的另一端與單片機的接地腳相連；第七電容的一端與單片機的電源腳相連，第七電容的另一端與單片機的接地腳相連；

光解水模塊的控制單元的單片機的接地腳與地點（GND）相連，控制單元的單片機的電源腳與控制電源（VCC）相連；

光解水模塊的電壓調節模塊包括第一MOS管（Q1） 、第六三極管（Q6） 、第一二極管（D1）、第一電阻（R1）、第八電阻（R8）、第一電容（C1） 、第二電容（C2） 、第四電容（C4） 、第一電感（L1）、功率電源接入點、PWM信號接入點；

光解水模塊的電壓調節模塊中：第一MOS管（Q1）具有輸入端、輸出端、控制端；第一MOS管（Q1）的輸出端與第一二極管（D1）的負極相連；第一MOS管（Q1）的輸入端經由第一電阻（R1）連接到 第一MOS管（Q1）的控制端；

光解水模塊的電壓調節模塊中：第六三極管（Q6）具有輸入端、輸出端、控制端；第六三極管（Q6）的輸入端經由第五電阻（R5）連接到第一MOS管（Q1）的控制端；第六三極管（Q6）的輸出端與第一二極管（D1）的正極相連；第六三極管（Q6）的輸入端與功率電源接入點相連；第六三極管（Q6）的控制端經由第八電阻（R8）連接到PWM信號接入點；

光解水模塊的電壓調節模塊中：第一電容（C1） 的一端與第一電感（L1）的輸出端相連，第一電容（C1） 的另一端與第一二極管（D1）的正極相連；

光解水模塊的電壓調節模塊中：第二電容（C2）與第一電容（C1）并聯；第八電阻（R8）與第四電容（C4）并聯；

光解水模塊的電壓調節模塊的功率電源接入點與功率電源（TCC）相連；

光解水模塊的電壓調節模塊的PWM信號接入點與控制單元中單片機的一個IO腳相連；

光解水模塊的電壓調節模塊的第一二極管（D1）的正極與地點（GND）相連；

光解水模塊的電壓調節模塊的第一電感（L1）的輸出端與第一電極相連；

光解水模塊的電壓反饋模塊包括第四電阻（R4）、第九電阻（R9）、第三電容（C3）；

光解水模塊的電壓反饋模塊中：第四電阻（R4）具有輸入端、輸出端；

光解水模塊的電壓反饋模塊中：第九電阻（R9）具有輸入端、輸出端；第九電阻（R9）的輸入端與第四電阻（R4）的輸出端相連；

光解水模塊的電壓反饋模塊中：第三電容（C3）與第九電阻（R9）并聯；

電壓反饋模塊的第四電阻（R4）的輸入端與電壓調節模塊的第一電感（L1）的輸出端相連；電壓反饋模塊的第九電阻（R9）的輸出端與地點（GND）相連；電壓反饋模塊的第九電阻（R9）的輸入端與控制單元的單片機的一個IO腳相連；

光解水模塊中：第一電極（DJ1）是適用于光解水制氫的電極；

光解水模塊中：第二電極（DJ2）是適用于光解水制氫的電極；

光解水模塊中：第一電極（DJ1）包括隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）、液體通道（S10）；

光解水模塊的第一電極中：反應層（S2）位于隔絕層（S1）與透氣防液層的連接路徑之間；反應層（S2）位于隔絕層（S1）與透氣防液層的空間路徑之間；液體通道（S10）貫穿隔絕層與反應層直達透氣防液層；液體通道（S10）的末端被透氣防液層（S3）所封閉，液體通道（S10）的入口端開口于隔絕層的外側；反應層（S2）能夠參與或加速液體變為氣體的物理反應或化學反應；隔絕層（S1）不參與或加速液體變為氣體的物理反應或化學反應； 液體通道（S10）的入口端（S11）的最高點（S119）低于液體通道（S10）的末端（S12）的最高點（S129）；產物氣體在浮力作用下經由通道在有透氣防液層透出，減少氣泡S99經過反應層表面時對反應層表面和液體接觸產生的不利影響，可以增加光解液體產氣反應的效率，也減少了氣泡合并爆裂的規模和數量，減少了氣泡合并爆裂對電極的沖擊，增加了電解電極的使用壽命；隔絕層（S1）是透明的；反應層（S2）為適用于光解水制氫的電極材料；隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）均為圓筒狀，隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）呈多層桶狀結構，由內到外的分布順序依次是透氣防液層（S3）、反應層（S2）、隔絕層（S1）；

光解水模塊的第二電極（DJ2）包括隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）、液體通道（S10）；

光解水模塊的第二電極中：反應層（S2）位于隔絕層（S1）與透氣防液層的連接路徑之間；反應層（S2）位于隔絕層（S1）與透氣防液層的空間路徑之間；液體通道（S10）貫穿隔絕層與反應層直達透氣防液層；液體通道（S10）的末端被透氣防液層（S3）所封閉，液體通道（S10）的入口端開口于隔絕層的外側；反應層（S2）能夠參與或加速液體變為氣體的物理反應或化學反應；隔絕層（S1）不參與或加速液體變為氣體的物理反應或化學反應； 液體通道（S10）的入口端（S11）的最高點（S119）低于液體通道（S10）的末端（S12）的最高點（S129）；隔絕層（S1）是透明的；反應層（S2）為適用于光解水制氫的電極材料；隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）均為圓筒狀，隔絕層（S1）、反應層（S2）、透氣防液層（S3）呈多層桶狀結構，由內到外的分布順序依次是透氣防液層（S3）、反應層（S2）、隔絕層（S1）；

光解水模塊中：第一電極（DJ1）的反應層（S2）與電壓調節模塊的第一電感（L1）的輸出端呈電學連接；

光解水模塊中：第二電極（DJ2）的反應層（S2）與電壓調節模塊的電源的地點（GND）呈電學連接；

電機控制模塊包括第二電阻（R2）、第三電阻（R3）、第十電阻（R10）、第十一電阻（R11）、第六電阻（R6）、第七電阻（R7）、第三號三極管（Q3）、第二號三極管（Q2）、第七號三極管（Q7）、第八號三極管（Q8）、第四號三極管（Q4）、第五號三極管（Q5）、第一電機（M1）；

電機控制模塊中：第二電阻（R2）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第三電阻（R3）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第十電阻（R10）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第十一電阻（R11）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第六電阻（R6）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第七電阻（R7）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第五號三極管（Q5）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第四號三極管（Q4）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第三號三極管（Q3）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第二號三極管（Q2）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第七號三極管（Q7）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第八號三極管（Q8）具有控制端、輸入端、輸出端；

電機控制模塊中：第一電機（M1）具有第一端、第二端；

電機控制模塊中：第三號三極管（Q3）的控制端與第二電阻（R2）的第二端相連，第三號三極管（Q3）的輸出端與第七號三極管（Q7）的輸入端、第一電機（M1）的第一端相連；

電機控制模塊中：第七號三極管（Q7）的控制端與第十電阻（R10）的第二端相連；

電機控制模塊中：第二號三極管（Q2）的控制端與第三電阻（R3）的第一端相連，第二號三極管（Q2）的輸出端與第八號三極管（Q8）的輸入端、第一電機（M1）的第二端相連；

電機控制模塊中：第八號三極管（Q8）的控制端與第十一電阻（R11）的第一端相連；

電機控制模塊中：第五號三極管（Q5）的控制端與第六電阻（R6）的第二端相連，第五號三極管（Q5）的輸出端與第十電阻（R10）的第一端相連，第五號三極管（Q5）的輸入端與第三電阻（R3）的第二端相連；

電機控制模塊中：第四號三極管（Q4）的控制端與第七電阻（R7）的第一端相連，第四號三極管（Q4）的輸出端與第十一電阻（R11）的第二端相連，第四號三極管（Q4）的輸入端與第二電阻（R2）的第一端相連；

電機控制模塊的第六電阻（R6）的第一端與光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳相連，電機控制模塊的第七電阻（R7）的第二端與光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳相連，電機控制模塊的第三號三極管（Q3）的輸入端、第二號三極管（Q2）的輸入端與光解水模塊的功率電源（TCC）相連，電機控制模塊的第七號三極管（Q7）的輸出端、電機控制模塊的第八號三極管（Q8）的輸出端與光解水模塊的地點（GND）相連；

電磁閥驅動模塊包含第四二極管（D4）、線圈接口（P5）、第九三極管（Q9）、第十七電阻（R17）；

電磁閥驅動模塊中：第九三極管（Q9） 具有輸入端、輸出端、控制端；第九三極管（Q9）的輸入端與第四二極管（D4）的正極相連；

電磁閥驅動模塊中：線圈接口（P5）具有第一腳、第二腳；線圈接口（P5）的第一腳與第四二極管（D4）的負極相連；線圈接口（P5）的第二腳與第四二極管（D4）的正極相連；

電磁閥驅動模塊的第九三極管（Q9）的控制端經由電磁閥驅動模塊的第十七電阻（R17）連接到光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳；

電磁閥驅動模塊的第四二極管（D4）的負極與光解水模塊的控制電源（VCC）相連；

電磁閥驅動模塊的第九三極管（Q9）的輸出端與光解水模塊的地點（GND）相連；

氣壓傳感模塊，氣壓傳感模塊包含氣壓傳感信號處理模塊、氣壓傳感器；

氣壓傳感模塊中：氣壓傳感器具有第一輸出腳和第二輸出腳；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊包括運算放大器（U2）、第十一電阻（R11）、第十二電阻（R12）、第十三電阻（R13）、第十四電阻（R14）、第十五電阻（R15）、第八電容（C8）、第九電容（C9）；

氣壓傳感模塊中：的氣壓傳感信號處理模塊中：第十三電阻（R13）具有輸入端、輸出端；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊中：第十二電阻（R12）的輸出端與運算放大器（U2）的反相輸入端相連；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊中：第十四電阻（R14）的輸出端與運算放大器（U2）的同相輸入端相連；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊中：第八電容（C8）的一端與運算放大器（U2）的同相輸入端相連，第八電容（C8）的另一端與運算放大器（U2）的反相輸入端相連；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊中：運算放大器（U2）的反相輸入端經由第十一電阻（R11）連接到運算放大器（U2）的輸出端；運算放大器（U2）的輸出端與第十三電阻（R13）的輸入端相連；

氣氣壓傳感模塊的壓傳感信號處理模塊中：第十三電阻（R13）的輸出端依次經由第九電容（C9）、第十五電阻（R15）相連到運算放大器（U2）的同相輸入端；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊中：第十五電阻（R15）的輸入端與第十四電阻（R14）的輸出端相連；

氣壓傳感模塊中：氣壓傳感器的第一輸出腳經由氣壓傳感信號處理模塊的第十二電阻（R12）連接到氣壓傳感信號處理模塊的運算放大器（U2）的反相輸入端；

氣壓傳感模塊中：氣壓傳感器的第二輸出腳經由氣壓傳感信號處理模塊的第十四電阻（R14）連接到氣壓傳感信號處理模塊的運算放大器（U2）的反相輸入端；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊的第十五電阻（R15）和第九電容（C9）的公共點與光解水模塊的地點（GND）相連；

氣壓傳感模塊的氣壓傳感信號處理模塊的第十三電阻（R13）的輸出端與光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳呈信號連接，以向光解水模塊反饋光解水所得氣體的壓力數據；

指示模塊包含第二十號電阻（R20）、第二十一號電阻（R21）、第四號發光二極管（D4）、第五號發光二極管（D5）；

指示模塊的第四號發光二極管（D4）的負極與光解水模塊的地點（GND）相連；

指示模塊的第五號發光二極管（D5）的負極與光解水模塊的地點（GND）相連；

指示模塊的第四號發光二極管（D4）的正極經由第二十號電阻（R20）連接到光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳；

指示模塊的第五號發光二極管（D5）的正極經由第二十一號電阻（R21）連接到光解水模塊的控制單元的單片機的一個IO腳。