[發明專利]一種太陽能光催化制氫裝置

在審

• 申請號: 201810593450.4
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108467013A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉菊花;趙興華;李靜
• 申請（專利權）人: 佛山騰鯉新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種太陽能光催化制氫裝置，屬于新能源技術領域。本發明中將太陽能催化箱設置在聚光鏡焦點處，通過聚光鏡將太陽光聚集照射在催化箱表面，同時催化箱上方設置了聚焦鏡，兩側設置了反光鏡，聚焦鏡能夠將來自上方的太陽光聚合照射到催化箱表面，而反光鏡則能大幅提升催化箱的受照使勁以及照射面積，同時聚光鏡能夠對催化箱進行加熱，從而滿足光合微生物所需的溫度，有效提高了光催化制氫的效率，同時相比于電解制氫本發明對太陽能的利用效率更高，消耗的能源更低。

技術領域

本發明涉及一種太陽能光催化制氫裝置，屬于新能源技術領域。

背景技術

隨著全球經濟的發展以及人口的增長，人們對能源的需求量也越來越大。目前以石油和煤為代表的化石燃料仍然是能源的主要來源，然而由于化石燃料的不可再生性和有限的儲量，日益增長的能源需求也引起了嚴重的能源危機和環境污染。基于這種狀況，太陽能、風能、生物質能、地熱能、潮汐能等具有豐富、清潔、可再生的優點，近年來受到了國際社會的廣泛關注，尤其是以太陽能、風能以及生物質能，更被視為未來能源的主力軍。然而，這些可再生資源具有間歇性、地域特性以及不易存儲和運輸的特點，因而大力推廣時也受到了一些限制。氫是這些能源理想的載體，同其它傳統的能源物質相比，它具有無污染、能量密度高、熱轉化效率高等諸多特點，不僅可作為高能燃料、保護氣、石化工業原料、冶金工業還原劑、氣象觀測中氣球的填充氣等，而且可用在人造黃油、食用油、潤滑劑、清洗劑等產品中的脂肪氫化過程中。因此，氫作為一種綠色能源發展前景十分光明，人們對氫能的開發和利用一直進行著不懈的努力。

目前常用的氫氣制取方法主要有礦物燃料制氫、電解水制氫、太陽能光解水制氫和生物制氫這幾種，其中礦物燃料制氫采用寶貴的石油、天然氣等一次能源，因此會造成能源的極大浪費。太陽能光解水制氫和生物制氫是兩種新興的制氫技術，也是未來氫氣生產的發展趨勢，但目前由于生產工藝還不成熟，具有可再生能源利用低、產氫量小等缺點，離大規模的工業化生產尚有一段距離。相比之下，電解水制氫是一種已經成熟的傳統制氫方法，其裝置簡單、制出的氫純度高，但生產過程中需要消耗大量的電能。隨著電解水技術的不斷發展，發電技術的不斷改進，在電能成本降低的情況下，電解水制氫在未來制氫工業中所占的比例將大大提高。

近年來，國內外學者作了一些利用太陽能光伏發電進行電解水制氫的嘗試。太陽能是一種潔凈的可再生能源，它有著礦物質能源不可比擬的優越性，資源十分豐富，取之不盡用之不竭，因此這時制氫所需電能的成本也只體現在裝置的初期投資上。但目前的光伏系統對太陽能的利用效率不高，電能輸出功率較小，這也限制了太陽能光伏制氫規模的擴大。

太陽能熱光伏是一種新型的太陽能利用技術，它的整體效率要高于一般光伏發電系統，據報道裝置的整體效率可超過35%。普通的熱光伏技術中的太陽光是直接照射在光電池上進行光電轉換的，而太陽能熱光伏技術的原理是利用太陽能聚光器將自然太陽光匯聚成高能量密度的聚焦光斑后，投射到輻射器表面并將其加熱，這時高溫輻射器釋放的熱輻射能同電池光電轉化的波長進行很好的匹配，故而裝置對太陽能的利用率可大大提高。太陽能熱光伏系統無運動部件、輸出功率密度大、可靠性高，因此用它來為電解水制氫過程提供電能將有著重要的現實意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前電解水制氫是一種已經成熟的傳統制氫方法，其裝置簡單、制出的氫純度高，但生產過程中需要消耗大量的電能的問題，本發明提供了一種太陽能光催化制氫裝置。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案：

一種太陽能光催化制氫裝置，包括聚光鏡、催化箱以及儲氣罐，所述的催化箱通過支架安裝在聚光鏡上方，催化箱兩側設置有反光鏡，上方為聚焦鏡，催化箱左側通過管道連接混合箱，混合箱左側連接水箱和培養箱，催化箱右側通過管道與氣體凈化裝置相連接，氣體凈化裝置右側連接儲氣罐。