[發(fā)明專利]低溫等離子體反應(yīng)器、協(xié)同催化制氫裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110772802.4
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113444549A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜學(xué)森;李志;沈小強;李為;陶亞琴;楊仲卿;冉景煜;蒲舸
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C10K3/04
• 分類號: C10K3/04;B01J19/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

1.低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)體(19)、接地電極(22)和放電電極(17)；所述接地電極(22)位于反應(yīng)體(19)的一側(cè)，放電電極(17)位于反應(yīng)體(19)的另一側(cè)；所述放電電極(17)和反應(yīng)體(19)之間設(shè)有反應(yīng)間隙；所述反應(yīng)間隙放置有催化劑(21)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)體(19)包圍在放電電極(17)外側(cè)；所述接地電極(22)包圍在反應(yīng)體(19)的外表面；所述反應(yīng)體(19)上設(shè)有進氣口和出氣口；所述進氣口和出氣口連通位于放電電極(17)和反應(yīng)體(19)之間的反應(yīng)間隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)體(19)為管狀，且反應(yīng)體(19)兩端通過密封蓋(18)密封；所述放電電極(17)為柱狀，且放電電極(17)沿著反應(yīng)體(19)軸向方向設(shè)置，并貫穿兩端的密封蓋(18)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)間隙尺寸為1-5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：所述催化劑(21)通過固定部件(20)固定在反應(yīng)間隙內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于：所述催化劑(21)包括過渡金屬和氧化物前驅(qū)體；所述過渡金屬包括Cu、Fe、Ni、Co中的至少一種；所述氧化物前驅(qū)體包括CeO2、Al2O3、TiO2、ZrO、ZnO、SiO2中的至少一種。

7.低溫等離子體協(xié)同催化制氫裝置，其特征在于：包括低溫等離子體反應(yīng)器(3)、配氣裝置(1)和高壓電源裝置(4)；所述低溫等離子體反應(yīng)器(3)采用如權(quán)利要求1～6任一權(quán)利要求所述的低溫等離子體反應(yīng)器(3)；所述配氣裝置(1)用于向低溫等離子體反應(yīng)器(3)的反應(yīng)間隙輸入混合氣體；所述高壓電源裝置(4)用于在接地電極(22)和放電電極(17)之間產(chǎn)生激發(fā)低溫等離子體的放電區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫等離子體協(xié)同催化制氫裝置，其特征在于：還包括測溫裝置(2)和氣體檢測裝置(5)；所述測溫裝置(2)用于測量低溫等離子體反應(yīng)器放電區(qū)域的溫度；所述氣體檢測裝置(5)用于檢測混合氣體經(jīng)過低溫等離子體反應(yīng)器(3)反應(yīng)后的氣體。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫等離子體協(xié)同催化制氫裝置，其特征在于：所述混合氣體包括一氧化碳、水蒸氣和載氣；所述載氣包括空氣、氬氣、氮氣、氦氣中的一種或多種。

10.低溫等離子體協(xié)同催化制氫方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求7所述的低溫等離子體協(xié)同催化制氫裝置；具體步驟如下：開啟高壓電源裝置(4)；高壓電源裝置(4)在接地電極(22)和放電電極(17)之間產(chǎn)生放電區(qū)域；配氣裝置(1)向低溫等離子體反應(yīng)器的反應(yīng)間隙輸入混合氣體；混合氣體經(jīng)過放電區(qū)域產(chǎn)生低溫等離子體；混合氣體在低溫等離子體和催化劑(21)的協(xié)同作用下產(chǎn)生氫氣。