[發明專利]一種太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統

有效

• 申請號: 201910064303.2
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109756184B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 谷笛;高斯萌;王寶輝;吳紅軍;江泓;姜婷婷
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: H02S40/44
• 分類號: H02S40/44;C25B1/02;C25B1/23;C25B9/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

1.一種太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統包括：電化學單元、用于將太陽能轉化成電能以給所述電化學單元提供電能的光電單元和用于將太陽能轉換成熱能以調節所述電化學單元的溫度的光熱單元；

所述電化學單元包括采用串聯的方式連接的以熔融堿為電解體系的第一電化學單元和以熔融碳酸鹽為電解體系的第二電化學單元；

當所述太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統工作時，所述第一電化學單元的電解體系中還包含三氧化鐵和水，所述第二電化學單元的電解體系中還包含二氧化碳；

當所述光電單元和所述電化學單元之間形成電流回路時，所述太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統充電并產出太陽能燃料；在充電過程中，所述第一電化學單元的電解體系中的水的加入通過微流控持續進樣器控制；

在充電過程中，所述第一電化學單元發生的陽極反應為：

FeO₂^－+4OH^－-3e^－→FeO₄^2－+2H₂O；

在充電過程中，所述第一電化學單元發生的陰極反應為：

2H⁺＋2e^－→H₂；

在充電過程中，所述第二電化學單元發生的陽極反應為：

2O^2--4e^－→O₂；

在充電過程中，所述第二電化學單元發生的陰極反應為：

C⁴⁺＋4e^－→C；和C⁴⁺＋2e^－→C²⁺；

當所述光電單元和所述電化學單元之間形成電流回路時，所述第一電化學單元的電解體系中還包含強氧化劑，所述強氧化劑為高碘酸鹽；

所述太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統還包括負載裝置；

所述負載裝置與所述光電單元以并聯的方式連接在所述第一電化學單元的陽極和所述第二電化學單元的陰極之間；

當所述負載裝置和所述電化學單元之間形成電流回路時，所述太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統放電以產出電能；

在放電過程中，所述第一電化學單元發生的陽極反應為：

2O^2--4e^－→O₂；

在放電過程中，所述第一電化學單元發生的陰極反應為：

Fe⁶⁺+3e^－→Fe³⁺；

在放電過程中，所述第二電化學單元發生的陽極反應為：

C+O^2--2e^－→CO；

在放電過程中，所述第二電化學單元發生的陰極反應為：

2CO₂＋2e^－→2CO＋O₂。

2.根據權利要求1所述的太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述熔融堿選自由熔融氫氧化鈉、熔融氫氧化鉀、熔融氫氧化鋰、熔融氫氧化銫、熔融氫氧化鎂、熔融氫氧化鍶、熔融氫氧化銀和熔融氫氧化鋇組成的組。

3.根據權利要求1所述的太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述熔融碳酸鹽選自由熔融碳酸鋰、熔融碳酸鈉和熔融碳酸鉀組成的組。

4.根據權利要求1所述的太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述第一電化學單元的陽極和陰極采用泡沫鎳材料制成；和/或

所述第二電化學單元的陽極和陰極采用泡沫鎳材料制成。

5.根據權利要求1所述的太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述光熱單元為太陽能聚焦高溫系統；和/或

所述光電單元為多級硅基太陽能電池或多帶隙太陽能電池。

6.根據權利要求1所述的太陽能電池-太陽能燃料聯產循環系統，其特征在于：

所述光熱單元調節所述第一電化學單元的溫度為200~350℃；和/或

所述光熱單元調節所述第二電化學單元的溫度為500~700℃。