[实用新型]一种底照式光催化产氢系统

说明书

本实用新型提供了一种底照式光催化产氢系统，包括石英反应釜，所述石英反应釜的底部配置有LED面阵列，所述LED面阵列安装在高度可调节支架上；所述石英反应釜的上盖设有出口，所述出口通过柔性接头与管道分配器相连，所述管道分配器通过5个分支管路分别连接真空泵接口、真空压力表、安全阀、氩气进口和出氢口。该系统设置简单，光源为低能耗、高稳定性的LED面阵列，反应器为耐压性能高的石英反应釜，能够满足实验室研究及小型产氢示范的需求。

技术领域

本实用新型属于新能源制备领域，具体涉及一种底照式光催化产氢系统。

背景技术

氢能是一种清洁无污染的可再生能源，是今后替代化石能源最理想的选择，可为“碳达峰、碳中和”目标的顺利实现做出实质贡献。因此，开发清洁、低成本的技术来促进氢能源的生产尤为重要。采用光催化技术，利用光能驱动水分解制氢是一种极具发展前途的产氢新方法。

光催化产氢过程主要是选用适宜的半导体作为催化剂，将其分散于水中，在光的激发下，半导体催化剂内部受光激发产生电子和空穴对，并分别迁移至催化剂表面与水或有机物分子发生氧化、还原反应生成氢气和氧气。目前的研究多从材料及化学的角度，仅关注光催化材料本身的结构性质及其化学反应，忽略了催化材料与产氢装置的耦合作用，致使该过程的总能转化效率始终在低水平徘徊。因此有必要设计一种简单有效的反应装置用于科研工作者开展相关工作。

发明人检索、查阅相关文献、专利等资料发现，目前有不少关于光催化反应制氢的报道，但这些体系由于实验装置等条件的限制，大多采用氙灯、钨灯等作为光源进行实验。氙灯、钨灯耗电量大，光功率损失快，需经常更换灯泡，使用成本高昂。其次，氙灯、钨灯的波长不是单一波长，而是一个范围，无法直接进行量子产率的计算。另外，目前的光催化产氢反应器还存在不耐正压的问题，当产氢量较大，反应器内压力接近一个大气压时，反应器会漏气导致分析结果不准确，更严重的情况甚至发生爆炸。再者，目前的光催化产氢反应器还存在设计复杂，操作困难等问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种底照式光催化产氢系统，该系统设置简单，光源为低能耗、高稳定性的LED面阵列，反应器为耐压性能高的石英反应釜，能够满足实验室研究及小型产氢示范的需求。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种底照式光催化产氢系统，包括石英反应釜，所述石英反应釜的底部配置有LED面阵列，所述LED面阵列安装在高度可调节支架上；所述石英反应釜的上盖设有出口，所述出口通过柔性接头与管道分配器相连，所述管道分配器通过5个分支管路分别连接真空泵接口、真空压力表、安全阀、氩气进口和出氢口。

优选地，所述石英反应釜的上盖出口处设置有连接法兰。

更优选地，所述连接法兰的两端均设置有柔性接头。

优选地，用于连接所述真空泵接口的分支管路上依次设置有单向阀和气体开关，单向阀位于近真空泵接口一侧且单向阀和气体开关之间设置有柔性接头。

优选地，用于连接所述出氢口的分支管路上依次设置有单向阀和气体开关，单向阀位于近出氢口一侧且单向阀和气体开关之间设置有柔性接头。

优选地，所述真空泵接口、真空压力表、安全阀和出氢口的前侧均设置有柔性接头。

优选地，用于连接氩气进口的分支管路上设置有气体开关。

优选地，所述石英反应釜的上盖与釜身通过密封螺栓连接。

优选地，所述管道分配器上所连配件通过配件支架支撑。

更优选地，所述配件支架放置于工作台面上，所述工作台面的中央设置有开孔，所述开孔的表面积大于所述LED面阵列的表面积。