[发明专利]一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置

权利要求书

1.一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置，其特征在于，包括用于放置催化剂及光热催化主要反应区的微型反应模块（1），设置在整个装置中用于输送反应液的输送反应液管道（12），设置在微型反应模块（1）出口下游端的流量计（2），设置在流量计（2）下游的储液瓶（3），设置在储液瓶（3）下端的循环泵（10），以及设置在循环泵（10）下游的换热器（11）；其中，

储液瓶（3）上安装有反应液进口管（4）、反应液出口管（9）和温度传感器（6），储液瓶（3）底部设置有加热装置控制台（8）；微型反应模块（1）的出口通过流量计（2）与反应液进口管（4）连通，反应液出口管（9）通过循环泵（10）与换热器（11）的进口连通，换热器（11）的出口与微型反应模块（1）的进口连通；

微型反应模块（1）包括可拆卸连接在一起的上盖板（20）和下盖板（13），下盖板（13）的反应区开设若干有凹槽流道（18）和凸起隔栏（17），两者间隔设置，形成连续流蛇形微通道，上盖板（20）上设置有反应液体进口柱（22）和反应液体出口柱（23），上盖板（20）和下盖板（13）周向的对应位置处分别开设有若干上螺栓孔（21）和下螺栓孔（15），两者通过螺栓（19）可拆卸连接在一起；下盖板（13）底部的四角设置有四个底座（14），形成正方形阵列布置；连续流蛇形微通道的周向设置有环形方块区（16），用于放置垫圈，起到密封的作用；

储液瓶（3）瓶口设置有气体吹扫进口管（5）和气体吹扫出口管（7），装置工作前，反应液放入储液瓶（3）中使用惰性气体进行吹扫，排出反应液中的氧气，避免光热反应生成的氢气与氧气再次反应；加热装置控制台（8）用于对反应液加热，继而开启循环泵（10）将反应液打入微型反应模块（1），反应液在模拟光源的照射下发生光热耦合反应，产生的氢气通过循环泵（10）的压力被携带至储液瓶（3）上方收集；流量计（2）用于控制管道中流体的流量，换热器（11）用于防止流体在运输过程中有较大的温度波动，避免影响实验测试精度，使用者通过调配光热的比例，研究在光热耦合制氢过程中耦合机制的机理。

2.根据权利要求1所述的一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置，其特征在于，催化剂涂覆在连续流蛇形微通道中，或者催化剂生长在泡沫镍、硅片载体上，再放置于连续流蛇形微通道中。

3.根据权利要求1所述的一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置，其特征在于，微型反应模块（1）反应区的正上方放置模拟光源氙灯，光强通过调控辐照距离或者调控氙灯控制台实现。

4.根据权利要求1所述的一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置，其特征在于，反应液的成分为去离子水，或者为去离子水加牺牲剂，或者为海水。

5.根据权利要求1所述的一种连续流蛇形微通道聚光光热耦合催化制氢反应装置，其特征在于，换热器（11）减少流体在流动过程中的温度差损，保证流体以恒定的温度进入连续流蛇形微通道反应处，能够更好地耦合光热物理场进行产氢研究。