[发明专利]一种太阳能光催化制氢装置

说明书

本发明涉及一种太阳能光催化制氢装置，属于新能源技术领域。本发明中将太阳能催化箱设置在聚光镜焦点处，通过聚光镜将太阳光聚集照射在催化箱表面，同时催化箱上方设置了聚焦镜，两侧设置了反光镜，聚焦镜能够将来自上方的太阳光聚合照射到催化箱表面，而反光镜则能大幅提升催化箱的受照使劲以及照射面积，同时聚光镜能够对催化箱进行加热，从而满足光合微生物所需的温度，有效提高了光催化制氢的效率，同时相比于电解制氢本发明对太阳能的利用效率更高，消耗的能源更低。

技术领域

本发明涉及一种太阳能光催化制氢装置，属于新能源技术领域。

背景技术

随着全球经济的发展以及人口的增长，人们对能源的需求量也越来越大。目前以石油和煤为代表的化石燃料仍然是能源的主要来源，然而由于化石燃料的不可再生性和有限的储量，日益增长的能源需求也引起了严重的能源危机和环境污染。基于这种状况，太阳能、风能、生物质能、地热能、潮汐能等具有丰富、清洁、可再生的优点，近年来受到了国际社会的广泛关注，尤其是以太阳能、风能以及生物质能，更被视为未来能源的主力军。然而，这些可再生资源具有间歇性、地域特性以及不易存储和运输的特点，因而大力推广时也受到了一些限制。氢是这些能源理想的载体，同其它传统的能源物质相比，它具有无污染、能量密度高、热转化效率高等诸多特点，不仅可作为高能燃料、保护气、石化工业原料、冶金工业还原剂、气象观测中气球的填充气等，而且可用在人造黄油、食用油、润滑剂、清洗剂等产品中的脂肪氢化过程中。因此，氢作为一种绿色能源发展前景十分光明，人们对氢能的开发和利用一直进行着不懈的努力。

目前常用的氢气制取方法主要有矿物燃料制氢、电解水制氢、太阳能光解水制氢和生物制氢这几种，其中矿物燃料制氢采用宝贵的石油、天然气等一次能源，因此会造成能源的极大浪费。太阳能光解水制氢和生物制氢是两种新兴的制氢技术，也是未来氢气生产的发展趋势，但目前由于生产工艺还不成熟，具有可再生能源利用低、产氢量小等缺点，离大规模的工业化生产尚有一段距离。相比之下，电解水制氢是一种已经成熟的传统制氢方法，其装置简单、制出的氢纯度高，但生产过程中需要消耗大量的电能。随着电解水技术的不断发展，发电技术的不断改进，在电能成本降低的情况下，电解水制氢在未来制氢工业中所占的比例将大大提高。

近年来，国内外学者作了一些利用太阳能光伏发电进行电解水制氢的尝试。太阳能是一种洁净的可再生能源，它有着矿物质能源不可比拟的优越性，资源十分丰富，取之不尽用之不竭，因此这时制氢所需电能的成本也只体现在装置的初期投资上。但目前的光伏系统对太阳能的利用效率不高，电能输出功率较小，这也限制了太阳能光伏制氢规模的扩大。

太阳能热光伏是一种新型的太阳能利用技术，它的整体效率要高于一般光伏发电系统，据报道装置的整体效率可超过35%。普通的热光伏技术中的太阳光是直接照射在光电池上进行光电转换的，而太阳能热光伏技术的原理是利用太阳能聚光器将自然太阳光汇聚成高能量密度的聚焦光斑后，投射到辐射器表面并将其加热，这时高温辐射器释放的热辐射能同电池光电转化的波长进行很好的匹配，故而装置对太阳能的利用率可大大提高。太阳能热光伏系统无运动部件、输出功率密度大、可靠性高，因此用它来为电解水制氢过程提供电能将有着重要的现实意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前电解水制氢是一种已经成熟的传统制氢方法，其装置简单、制出的氢纯度高，但生产过程中需要消耗大量的电能的问题，本发明提供了一种太阳能光催化制氢装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种太阳能光催化制氢装置，包括聚光镜、催化箱以及储气罐，所述的催化箱通过支架安装在聚光镜上方，催化箱两侧设置有反光镜，上方为聚焦镜，催化箱左侧通过管道连接混合箱，混合箱左侧连接水箱和培养箱，催化箱右侧通过管道与气体净化装置相连接，气体净化装置右侧连接储气罐。