[發明專利]一種微型速控式光生物制氫反應裝置

有效

• 申請號: 202110673138.8
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113373051B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 張全國;楊佳斌;蔣丹萍;金鵬;水雪楠;張志萍;張寰;路朝陽
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 楊海霞

本發明屬于光生物制氫反應裝置技術領域，具體涉及一種微型速控式光生物制氫反應裝置。所述裝置包括殼體和設于殼體內的反應腔體，殼體和反應腔體之間留有用于儲氣的空腔；反應腔體內由上至下依次設有防水吸附隔板和固定隔板，防水吸附隔板和固定隔板將反應腔體分隔成不連通的集氣室、反應室和控制室；反應室內設有光觸媒攪拌裝置和照明組件；反應腔體的側壁還設有用于進出反應液的料管；控制室內設有動力裝置；所述微型速控式光生物制氫反應裝置上設有控制裝置，通過控制裝置實現對光觸媒攪拌裝置和照明組件的調節控制。本發明所述裝置設計合理，整體體積較小，便于隨身攜帶，適用于個性化、定制化生物制氫需求。

技術領域

本發明屬于光生物制氫反應裝置技術領域，具體涉及一種微型速控式光生物制氫反應裝置。

背景技術

氫能具有能量密度高、燃燒產物無污染、制備方式及應用形式多樣等特點，被認為是極具潛力的可再生清潔資源，正在航空航天、精細工業、冶煉金屬、燃料電池、醫療保健等領域發揮重要作用。氫氣是一種清潔和可持續的能源，全球的氫能發展已經邁入新的階段。目前制氫的方式主要包括電解水制氫、天然氣制氫、光解水制氫和生物制氫等，其中生物制氫為最綠色環保的制氫方式。生物制氫的優勢在于原料廣泛豐富，制氫速度快、成本低，同時也符合國家碳中和的規劃。

生物制氫需要控制外界的條件，同時需要在反應器中進行。專利CN100494047A公開了一種太陽能光合生物制氫裝置，包括太陽能采集器、光導纖維、光生物反應器、凈化裝置、儲氫裝置和恒溫加熱器；光導纖維的前端與天陽能采集器聯結，后端與光生物反應器聯結，光生物反應器通過管道依次與凈化裝置和儲氫裝置聯結，在光生物反應器外側設有恒溫加熱器。該裝置采用能高效吸收利用太陽光的光合產氫菌種，使進入太陽能光合生物制氫體系中的部分太陽光與光合產氫菌的吸收光譜特性相耦合，降低了單位面積光導纖維傳輸的光負荷，同時改善了反應器內的光照條件，有效提高光能轉化率。

受光合細菌所需底物及反應條件的限制，目前的光生物反應器基本應用于大規模制氫，反應器體積龐大，運行周期長，氫氣儲存運輸困難，不便于將生物氫氣供于人們使用，目前在光生物制氫領域缺少便攜式、自動化程度高的反應裝置。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明的目的是提出一種微型速控式光生物制氫反應裝置，該裝置設計體積小，便于隨身攜帶，為便捷、定制化的生物制氫提供保障。

為了實現上述技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種微型速控式光生物制氫反應裝置，所述裝置包括殼體和設于殼體內的反應腔體，反應腔體通過設于反應腔體外部的連接件與殼體內壁連接固定；殼體和反應腔體之間留有用于儲氣的空腔，殼體底部開設有排氣孔；

反應腔體內由上至下依次設有防水吸附隔板和固定隔板，防水吸附隔板和固定隔板將反應腔體內分隔成不連通的集氣室、反應室和控制室；所述集氣室頂部開設有氣孔，反應腔體內產生的氫氣由氣孔排入空腔；所述反應室用于放置反應物料，且反應室內設有光觸媒攪拌裝置和照明組件，光觸媒攪拌裝置和照明組件固定在固定隔板上；所述反應室的側壁還設有料管，所述料管的一端與反應室連通，料管的另一端與殼體連通；所述控制室內設有動力裝置，為光觸媒攪拌裝置和照明組件提供動力；所述微型速控式光生物制氫反應裝置上還設有控制裝置，通過控制裝置實現對光觸媒攪拌裝置和照明組件的調節控制。

優選的，所述反應室內還設有磁性裝置。進一步的，所述磁性裝置產生靜磁場；更具體而言，所述磁性裝置由設于反應室一側的N極和設于反應室另一側的S極組成。

優選的，所述光觸媒攪拌裝置包括轉軸、連臂和槳葉板；所述轉軸垂直設于固定隔板上，轉軸的一端與控制室內的動力裝置可轉動連接，轉軸的另一端與連臂連接；槳葉板位于連臂遠離轉軸的端部；所述光觸媒攪拌裝置上噴涂有復合型二氧化鈦光觸媒。

優選的，所述動力裝置為電機和電池組。

優選的，所述殼體和/或反應腔體的外部設有保溫層。