太阳能光催化制氢装置的制作方法

1.本实用新型属于制氢技术领域，具体涉及一种太阳能光催化制氢装置。

背景技术：

2.氢燃料具有零排放、无污染、高效产能的突出优点，是未来新能源的发展方向，因此制氢技术的研发对于中国低碳化、可持续的、清洁能源发展战略同样意义重大。
3.光催化制氢技术以其简单、有效、环保等特点，近年来取得了长足发展，其中，光催化制氢的核心技术制氢光催化剂已经取得了突破性进展，与此同时也衍生了相应的光催化制氢系统。
4.但是现有的光催化制氢系统结构比较复杂，且只采用光源进行光催化制氢，制氢效率和装置利用率较低。

技术实现要素：

5.基于上述背景问题，本实用新型旨在提供一种太阳能光催化制氢装置，可在太阳光照下直接制氢，结构简单紧凑，且能够提高制氢效率和装置利用率。
6.为达到上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案是：
7.太阳能光催化制氢装置，包括：
8.太阳能加热器，所述太阳能加热器的内部注入有导热液，所述太阳能加热器上还设有用于对所述导热液进行阻隔的导热隔板；
9.光催化反应器，所述光催化反应器的内部注入有反应液，所述光催化反应器与所述太阳能加热器连通或相接，且所述导热隔板将反应液和导热液分隔开，以通过导热液对反应液加热。
10.在一个实施例中，所述太阳能加热器包括：
11.集热部，所述集热部为集热管或中空集热板；
12.储液箱i，所述储液箱i上设有连接口i和连接口ii，所述连接口i与所述集热部连通，所述连接口ii与所述光催化反应器连通，所述储液箱i内设有所述导热隔板，所述导热隔板将所述连接口i和连接口ii分隔开。
13.在一个实施例中，所述太阳能加热器包括：
14.集热部，所述集热部为集热管或中空集热板；
15.储液箱i，所述储液箱i上设有连接口i，所述连接口i与所述集热部连通，所述储液箱i与所述光催化反应器相接，所述储液箱i的端部设有所述导热隔板，以形成储液箱i与光催化反应器的接触面。
16.进一步地，所述储液箱i上设有通口，以向储液箱i内补充导热液或供储液箱i内的气体排出，所述通口与连接口i设置在所述导热隔板的同侧。
17.进一步地，所述集热部倾斜设置，且集热部的倾斜角范围为30-60
°
。
18.进一步地，所述光催化反应器包括：
19.反应部，所述反应部为管式结构或板式结构，且所述反应部为透光结构；
20.储液箱ii，与所述反应部连通。
21.更进一步地，所述储液箱ii与储液箱i为设置在反应部同一端的一体结构，或为分设在反应部两端的分体结构。
22.进一步地，所述反应部与储液箱ii连通的端部抬高设置，且反应部的倾斜角范围为0-20
°
。
23.进一步地，所述储液箱ii上设有出氢口和排液口，所述出氢口设置在储液箱ii的顶部，所述排液口设置在储液箱ii的底部。
24.进一步地，所述反应部的底面涂覆有吸热膜。
25.与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下效果：
26.1、本实用新型的太阳能光催化制氢装置包括太阳能加热器和光催化反应器，太阳能加热器吸收太阳能后将其内部注入的导热液加热，导热液的热量通过导热隔板传递给反应液，从而对反应液加热，以使其满足光催化反应所需的热能，进而完成光催化制氢。本实用新型的制氢装置可在太阳光照下直接制氢，结构简单紧凑，且能够提高制氢效率和装置利用率。
27.2、本实用新型的太阳能加热器包括集热部和储液箱i，光催化反应器包括反应部和储液箱ii，反应部与储液箱i连通或相接，即本实用新型的制氢装置的各部件既可分别作用，又可有效地集为一体，从而减少了中间环节，降低了运行成本。
28.3、本实用新型的集热部倾斜设置，可以提高太阳能加热效率；反应部与储液箱ii连通的端部抬高设置，方便产出的氢气向储液箱汇集并从出氢口排出，也有利于内部反应液的热循环。
29.4、本实用新型可以在反应部的底面涂覆吸热膜，以增加太阳光的吸收加热效率，吸热膜涂覆在底面可以避免遮挡紫外线。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
31.图1为本实用新型实施例1中太阳能光催化制氢装置的主视图；
32.图2为本实用新型实施例1中太阳能光催化制氢装置的俯视图；
33.图3为本实用新型实施例2中太阳能光催化制氢装置的俯视图；
34.图4为本实用新型实施例3中太阳能光催化制氢装置的俯视图；
35.图5为本实用新型实施例4中太阳能光催化制氢装置的主视图(不包括储液箱ii)；
36.图6为本实用新型实施例5中太阳能光催化制氢装置的主视图(不包括储液箱ii)；
37.图7为本实用新型实施例6中太阳能光催化制氢装置的主视图。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.实施例1
41.太阳能光催化制氢装置，如图1和2所示，包括：太阳能加热器1和光催化反应器2。
42.在本实施例中，所述太阳能加热器1内注入有导热液，通过太阳能加热器1吸收太阳能以对导热液加热，所述导热液可以是水、导热油或其他导热液体，本实施例不做限制。
43.所述太阳能加热器1具体包括集热部101和储液箱i 102，集热部101和储液箱i 102连通，即导热液可以在集热部101和储液箱i 102之间流通。
44.具体的，本实施例的集热部101为集热管，即本实施例的太阳能加热器1为真空管式加热器，所述集热部101具体可以倾斜安装在支架上，其倾斜角度范围为30-60
°
，这样可以提高太阳能加热效率；支架的结构本实施例不做限制。
45.具体的，所述储液箱i 102的纵截面为圆形，储液箱i 102上设有连接口i 102-1和连接口ii 102-2，以图1为例，所述连接口i 102-1设置在储液箱i 102的左侧底部，且与所述集热部101连通，所述连接口ii 102-2设置在储液箱i 102的右侧中部，且与所述光催化反应器2连通。
46.实际应用中，储液箱i 102与集热部101的连接处、以及与光催化反应器2的连接处可采用硅胶柔性密封接头连接，一方面可以形成密封，另一方面采用柔性接头方便调节集热部101和光催化反应器1的倾斜角度。
47.此外，为了保证保温效果，储液箱i 102可采用内衬高密度泡沫保温层或其它保温隔热材料的不锈钢材料制作而成。
48.如图1所示，所述储液箱i 102内还设有导热隔板103，所述导热隔板103倾斜设置在储液箱i 102内，以将所述连接口i 102-1和连接口ii 102-2分隔开，即本实施例的导热隔板103将储液箱i 102内分隔成左腔体和右腔体，此时导热液在集热部101和储液箱i 102的左腔体内流动。为了保证导热效果，所述导热隔板103具体可采用镀锌铜板制作。
49.为了方便向太阳能反应器1补充导热液以及供太阳能反应器1内的气体排出，如图1所示，本实施例在所述储液箱i 102上的左侧顶部还设有通口102-3，所述通口102-3位于导热隔板103的左侧，即通口102-3与连接口i 102-1设置在导热隔板103的同侧。
50.在本实施例中，所述光催化反应器2内注入有反应液，反应液通过导热液加热以达到光催化制氢反应的热能，反应液具体为制氢光催化剂与水或/和含氢有机液的混合液，反应液的组分为现有技术。
51.如图1和2所示，所述光催化反应器2包括反应部201和储液箱ii 202，所述反应部201与储液箱ii 202连通，即反应液在反应部201和储液箱ii 202之间流通。
52.具体的，如图2所示，本实施例的反应部201为管式反应器，由双层真空透明石英玻璃管制作而成。
53.为了避免反应液中的制氢催化剂在结构死角处发生沉淀而降低制氢效率，如图1所示，本实施例设置反应部201的左侧底端与导热隔板103的底端齐平，这样反应液在流动时制氢催化剂不易沉淀，从而提高制氢效率。
54.同理的，所述反应部201的右侧底端与储液箱ii 202的底端齐平。
55.在实际应用中，本实施例的反应部201可以水平固定在支架上，为了便于收集氢气和促进光催化反应器2内反应液的热循环，也可以将反应部201与储液箱ii 202连通的端部抬高设置，抬高的倾斜角范围为0-20
°
。
56.此外，反应部201与储液箱ii 202的连接处也采用硅胶柔性密封接头连接，以起到方便调节倾斜角和密封液体的作用。
57.为了提高太阳光的吸收加热效率，也可以在反应部201的底面涂覆吸热膜。
58.如图1所示，所述储液箱ii 202的纵截面同样为圆形，所述储液箱ii 202上设有出氢口202-1和排液口202-2，所述出氢口202-1设置在储液箱ii 202的顶部，以供产生的氢气排出；所述排液口202-2设置在储液箱ii 202的底部，反应结束后便于将废液排出。
59.本实施例的太阳能光催化制氢装置的工作原理为：
60.从通口102-3注入水或导热油，集热部101吸收太阳能后，对导热液进行加热使导热液温度上升，通过内部微循环，温度高的导热液上升到储液箱i 102的左腔内，并通过导热隔板103将热量传导至反应液，从而为光催化制氢反应提供热能。
61.加热后的反应液在反应部201接受到太阳光的照射，其中的制氢催化剂吸收太阳光中的有效光谱中的光子能量，在催化作用下，反应液分解产生氢气和其它反应物，氢气汇集到储液箱ii 202中，并经出氢口202-1输出，反应后的废液从排液口202-2排出。
62.实施例2
63.太阳能光催化制氢装置，如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例的反应部201为板式反应器，反应部201的上盖由双层真空透明石英玻璃板制作，板体为双层矩形不锈钢槽，中间填充高密度泡沫保温层或其它保温隔热材料。
64.实施例3
65.太阳能光催化制氢装置，如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例的集热部101为中空集热板，即本实施例的集热部101为板式太阳能加热器。
66.此外，本实施例的反应部201为板式反应器，反应部201的上盖由双层真空透明石英玻璃板制作，板体为双层矩形不锈钢槽，中间填充高密度泡沫保温层或其它保温隔热材料。
67.实施例4
68.太阳能光催化制氢装置，如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例的导热隔板103为堵头式导热隔板，所述堵头式导热隔板的纵截面为t形。
69.具体的，所述反应部201延伸入储液箱i 102内，所述堵头式导热隔板设置在反应部201伸入储液箱i 102内的端部形成封堵，从而将导热液与反应液分隔开；所述堵头式导热隔板与反应部201的相接处还设有密封圈102-4，以保证密封性。
70.实施例5
71.太阳能光催化制氢装置，如图6所示，与实施例1不同的是，所述储液箱i 102上只设有连接口i 102-1，连接口i 102-1与集热部101连通。
72.本实施例的储液箱i 102为中空板式箱体，此时所述导热隔板103设置为储液箱i 102的顶板，所述反应部201设置在储液箱i 102的上方，且与储液箱i 102相接。即本实施例的储液箱i 102不与反应部201连通，而是通过相接导热。
73.实施例6
74.太阳能光催化制氢装置，如图7所示，与实施例1不同的是，本实施例的储液箱i 102和储液箱ii 202为设置在反应部201同一端的一体结构，这样可以使整体结构更紧凑。
75.具体的，所述储液箱i 102和储液箱ii 202通过倾斜设置的导热隔板103将箱体分隔形成，导热隔板103的左侧形成储液箱i 102，右侧形成储液箱ii 202，即本实施例的储液箱i 102和储液箱ii 202的纵截面均为半圆形。
76.此时，所述反应部201的右端通过尾托i 201-1密封，所述集热部101的左端通过尾托ii 101-1密封。
77.应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.太阳能光催化制氢装置，其特征在于，包括：太阳能加热器，所述太阳能加热器的内部注入有导热液，所述太阳能加热器上还设有用于对所述导热液进行阻隔的导热隔板；光催化反应器，所述光催化反应器的内部注入有反应液，所述光催化反应器与所述太阳能加热器连通或相接，且所述导热隔板将反应液和导热液分隔开，以通过导热液对反应液加热。2.根据权利要求1所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述太阳能加热器包括：集热部，所述集热部为集热管或中空集热板；储液箱i，所述储液箱i上设有连接口i和连接口ii，所述连接口i与所述集热部连通，所述连接口ii与所述光催化反应器连通，所述储液箱i内设有所述导热隔板，所述导热隔板将所述连接口i和连接口ii分隔开。3.根据权利要求1所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述太阳能加热器包括：集热部，所述集热部为集热管或中空集热板；储液箱i，所述储液箱i上设有连接口i，所述连接口i与所述集热部连通，所述储液箱i与所述光催化反应器相接，所述储液箱i的端部设有所述导热隔板，以形成储液箱i与光催化反应器的接触面。4.根据权利要求2或3所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述储液箱i上设有通口，以向储液箱i内补充导热液或供储液箱i内的气体排出，所述通口与连接口i设置在所述导热隔板的同侧。5.根据权利要求2或3所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述集热部倾斜设置，且集热部的倾斜角范围为30-60
°
。6.根据权利要求2或3所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述光催化反应器包括：反应部，所述反应部为管式结构或板式结构，且所述反应部为透光结构；储液箱ii，与所述反应部连通。7.根据权利要求6所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述储液箱ii与储液箱i为设置在反应部同一端的一体结构，或为分设在反应部两端的分体结构。8.根据权利要求6所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述反应部与储液箱ii连通的端部抬高设置，且反应部的倾斜角范围为0-20
°
。9.根据权利要求6所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述储液箱ii上设有出氢口和排液口，所述出氢口设置在储液箱ii的顶部，所述排液口设置在储液箱ii的底部。10.根据权利要求6所述的太阳能光催化制氢装置，其特征在于，所述反应部的底面涂覆有吸热膜。

技术总结

本实用新型提供一种太阳能光催化制氢装置，属于制氢技术领域，包括太阳能加热器和光催化反应器，所述太阳能加热器的内部注入有导热液，所述太阳能加热器上还设有用于对所述导热液进行阻隔的导热隔板；所述光催化反应器的内部注入有反应液，所述光催化反应器与所述太阳能加热器连通或相接，且所述导热隔板将反应液和导热液分隔开，以通过导热液对反应液加热。本实用新型的制氢装置可在太阳光照下直接制氢，结构简单紧凑，且能够提高制氢效率和装置利用率。置利用率。置利用率。