[發(fā)明專利]全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置及方法

在審

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113388425A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宣益民;何君妍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C10L3/00
• 分類號: C10L3/00;C25B1/04;C25B9/65
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩琦

1.一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：包括太陽能聚光鏡(1)和分頻器(2)，所述太陽能聚光鏡(1)用于聚合太陽光束，所述分頻器(2)用于將聚合后的太陽光束分開，分別進(jìn)入光伏電池(3)和二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)，所述光伏電池(3)分別與光伏低溫余熱回收單元(5)、水電解裝置(6)相連，所述光伏電池(3)輸出電能給水電解裝置(6)，所述水電解裝置(6)輸出氫氣、氧氣和水，所述氫氣進(jìn)入二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)，所述氧氣隨水循環(huán)被釋放到外界，所述水連通光伏低溫余熱回收單元(5)，帶走光伏電池(3)熱量，所述二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)的出口與光熱高溫余熱回收單元(7)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述聚合后的太陽光束分開為光束一和光束二，所述光束一為280～1200nm光譜譜段，所述光束一進(jìn)入光伏電池(3)，所述光束二進(jìn)入二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述太陽能聚光鏡(1)為槽式聚光鏡、碟式聚光鏡或菲涅爾聚光鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述光伏電池(3)為硅系薄膜太陽能電池或化合物薄膜太陽能電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)位于聚光分頻單元的焦距線上或焦點處，用于吸收分頻器(2)投射的太陽光束能量并進(jìn)行CO₂熱脫附及加氫反應(yīng)制取碳?xì)淙剂稀?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述二氧化碳捕獲轉(zhuǎn)化單元(4)的內(nèi)部工質(zhì)包括反應(yīng)進(jìn)氣、催化劑、吸附劑和雙功能材料中的兩種或多種，所述反應(yīng)進(jìn)氣為二氧化碳和氫氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述催化劑是能夠促進(jìn)CO₂和H₂在純熱或光熱條件下反應(yīng)，并生成C₁、C₂碳?xì)淙剂系母咝Т呋瘎?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述吸附劑是能夠在常溫條件下吸附CO₂并在受熱作用下實現(xiàn)CO₂脫附的二氧化碳吸附劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置，其特征在于：所述雙功能材料是由催化成分和吸附成分復(fù)合而成的材料，兼具捕獲和轉(zhuǎn)化二氧化碳的功能。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一所述的一種全光譜利用太陽能的二氧化碳碳?xì)淙剂现苽溲b置進(jìn)行燃料制備的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，對入射的太陽光束進(jìn)行聚光和分頻，分成光束一和光束二；

步驟二，光束一驅(qū)動光伏發(fā)電，電量供給電解水產(chǎn)氫，通過回收光伏發(fā)電產(chǎn)生的低溫余熱，對反應(yīng)進(jìn)氣一次預(yù)熱；

步驟三，光束二進(jìn)行光熱利用，提供反應(yīng)溫度，驅(qū)動CO₂熱脫附過程，利用步驟二制備的氫氣，繼而實現(xiàn)CO₂加氫反應(yīng)，通過回收反應(yīng)產(chǎn)物出口的高溫余熱，對反應(yīng)進(jìn)氣二次預(yù)熱；

步驟四，收集光熱高溫余熱回收單元(7)的產(chǎn)物，得到二氧化碳碳?xì)淙剂稀?/p>