一种光伏发电耦合光催化制氢系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏发电耦合光催化制氢系统，包括太阳能电池、光反应器、负载型光催化剂层、液体循环装置和气体收集装置等。负载型光催化剂层设置于光反应器内，太阳能电池设置于光反应器底部。太阳光按照反应器盖板、反应液、负载型光催化剂层、反应器盒体底板和太阳能电池的先后顺序被梯级分频吸收，反应液吸收高波段红外光并以热能形式存储，负载型催化剂层吸收紫外光和低波段可见光进行光催化制氢反应，太阳能电池吸收利用高波段可见光与低波段红外光用于光伏发电。基于太阳能的分频利用，针对太阳能电池、负载型光催化剂层和水分子的不同光吸收特性，将太阳能同时转化为电能和氢能，实现了太阳能的梯级利用，提高了太阳能利用效率。能利用效率。能利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电耦合光催化制氢系统


[0001]本专利技术属于光催化制氢领域，特别涉及一种光伏发电耦合光催化制氢系统。

技术介绍

[0002]现今能源仍以煤炭、石油、天然气等化石能源为主，其不断消耗导致了愈加严重的能源短缺与环境污染问题。因此，急需开发利用可再生能源。太阳能作为分布最广泛的一次能源，取之不尽用之不竭，清洁无污染，是最具开发前景的可再生能源。
[0003]光伏发电是目前最为成熟的太阳能利用方式，利用太阳能电池的光伏效应将光能转化为电能，已经实现商业化。在地面上的太阳辐射波段范围约为290～2500nm，常见的晶体硅太阳能电池光谱响应范围为250～1100nm，高于1100nm的红外光不能被吸收用于光伏发电，这部分光会被太阳能电池的其他部件吸收产生热效应。对于短波光，由于一个光子只能激发一个电子空穴对，多余的能量变为声子以热能的形式耗散掉，使太阳能电池温度升高。而太阳能电池性能受温度影响较大，一般温度每升高1℃，其输出电压下降0.4％。此外，由于短波光吸收系数大，在材料表面很快就被吸收激发载流子，但材料表面往往缺陷态较多，载流子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电耦合光催化制氢系统，其特征在于，包括太阳能电池(1)、光反应器(2)、液体循环装置和气体收集装置；所述光反应器(2)为高透光材料，包括反应器盒体(5)和反应器盖板(9)，反应器盒体(5)是由底板和侧面组成的一体式结构，光反应器(2)设置有进液口(6)和出液口(7)，进液口(6)和出液口(7)分别与液体循环装置两端连接，气体收集装置设置在液体循环装置上；所述太阳能电池(1)设置在反应器盒体(5)底部，太阳能电池(1)连接有蓄电池(4)；所述反应器盒体(5)内设置有负载型光催化剂层(3)，负载型光催化剂层(3)为固载在载体上粉末光催化剂；太阳光按照反应器盖板(9)、反应液、负载型光催化剂层(3)、反应器盒体(5)和太阳能电池(1)的先后顺序被梯级分频吸收，反应液吸收高波段红外光并以热能形式存储，负载型催化剂层(3)吸收紫外光和低波段可见光进行光催化制氢反应，太阳能电池(1)吸收利用高波段可见光与低波段红外光用于光伏发电。2.根据权利要求1所述的一种光伏发电耦合光催化制氢系统，其特征在于，所述光反应器(2)与太阳能电池(1)的接触面是平面
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平面接触或曲面
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曲面接触；平面
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平面接触时，光反应器(2)为四侧面和一平面底板组成的一体式结构，曲面
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曲面接触时，光反应器(2)为两侧面和一曲面底板组成的一体式结构。3.根据权利要求2所述的一种光伏发电耦合光催化制氢系统，其特征在于，所述平面
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平面接触和曲面
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曲面接触的关系满足：由已知的平面
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平面接触平板光反应器盒体尺寸计算得到曲面
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曲面接触圆弧形光反应器盒体尺寸，方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉彬，李锐，刘隆杰，毕笑博，刘震宇，袁旗，李欣雨，曾少聪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：