CN109756184A - 一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的太阳能电池‑太阳能燃料联产循环系统，其包括：电化学单元、用于将太阳能转化成电能以给电化学单元提供电能的光电单元和用于将太阳能转换成热能以调节电化学单元温度的光热单元；电化学单元包括采用串联的方式连接的以熔融碱为电解体系的第一电化学单元和以熔融碳酸盐为电解体系的第二电化学单元；当所述联产循环系统工作时，第一电化学单元的电解体系中还包含三氧化铁和水，第二电化学单元的电解体系中还包含二氧化碳。本发明的高能量多电子转移Fe(III)/Fe(VI)氧化还原太阳能电池‑燃料联产循环系统能实现太阳能电池充放电循环过程与太阳能燃料的产出，系统能量完全来自于太阳能，实现了对太阳能的高效利用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统。
背景技术
能源问题和环境问题一直以来都是制约人类社会发展的重点问题。现代社会人类面对的最为严峻的挑战就是能源过度利用及其所导致的环境问题。随着社会科学和经济的快速发展，对太阳能向可利用能源的转化的研究也达到了一个空前的状态，若能实现将太阳能大规模的、有效的工业化利用，将能从根本上缓解能源短缺与经济发展的矛盾。
太阳能化学利用是太阳能利用的一个最新的分支方向，主要有三种途径：①太阳电化学，即太阳光伏或者太阳热电系统发电，用于电化学过程；②太阳光化学，即直接利用光子能量，如光催化；③太阳热化学，即太阳热能用于热化学过程。太阳能化学利用方面研究目标主要集中在太阳热化学反应，然而太阳能光化学、电化学和/或热化学协同应用涉猎很少，在目前的太阳能化学利用中普遍存在太阳能利用率低的问题。
因此，需要提供一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统以提高对太阳能的利用效率。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统。本发明构建出了新型的高能量多电子转移Fe(III)/Fe(VI)氧化还原太阳能电池-燃料联产循环系统能同时实现太阳能电池充放电循环过程与太阳能燃料的产出，系统的能量完全来自于太阳能，具有高能量、可循环充放电和联产太阳能燃料等特点，实现了对太阳能的高效利用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统包括：电化学单元、用于将太阳能转化成电能以给所述电化学单元提供电能的光电单元和用于将太阳能转换成热能以调节所述电化学单元的温度的光热单元；所述电化学单元包括采用串联的方式连接的以熔融碱为电解体系的第一电化学单元和以熔融碳酸盐为电解体系的第二电化学单元；当所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统工作时，所述第一电化学单元的电解体系中还包含三氧化铁和水，所述第二电化学单元的电解体系中还包含二氧化碳。
优选地，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统还包括负载装置；所述负载装置与所述光电单元以并联的方式连接在所述第一电化学单元的阳极和所述第二电化学单元的阴极之间。
优选地，当所述光电单元和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统充电并产出太阳能燃料。
优选地，当所述负载装置和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统放电以产出电能。
优选地，当所述光电单元和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述第一电化学单元的电解体系中还包含强氧化剂。
优选地，所述熔融碱选自由熔融氢氧化钠、熔融氢氧化钾、熔融氢氧化锂、熔融氢氧化铯、熔融氢氧化镁、熔融氢氧化锶、熔融氢氧化银和熔融氢氧化钡组成的组。
优选地，所述熔融碳酸盐选自由熔融碳酸锂、熔融碳酸钠和熔融碳酸钾组成的组。
优选地，所述第一电化学单元的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成；和/或所述第二电化学单元的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成。
优选地，所述光热单元为太阳能聚焦高温系统；和/或所述光电单元为多级硅基太阳能电池、光电池或多带隙太阳能电池。
优选地，所述光热单元调节所述第一电化学单元的温度为200～350℃；和/或所述光热单元调节所述第二电化学单元的温度为500～700℃。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明构建出了新型的高能量多电子转移Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅵ)氧化还原太阳能电池-燃料联产循环系统，本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统能同时利用太阳能的光-热和光-电效应来实现太阳能电池充放电循环过程与太阳能燃料的产出，系统的能量完全来自于太阳能，具有高能量产出、可循环充放电和联产太阳能燃料等特点，实现了对太阳能的高效利用；本发明实现了太阳能到电能存储的同时持续对外放出H2和CO(太阳能燃料)，构筑了完美的、无污染的电-燃料联产新型太阳能利用循环系统。
(2)本发明中的所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统不仅仅是简单的将超铁电池与碳捕捉系统相结合，而是利用其电势差构成循环体系，在多能级相互匹配的条件下Fe(III)在阳极发生氧化反应生成Fe(VI)的过程当中，同时H(I)和C(IV)在阴极发生还原反应生成H2、C和CO，即生成太阳能燃料(Solar Fuel)；此过程完成后，为Fe(VI)放电生成Fe(III)的过程，从而实现多个高能量电子转移的太阳能循环系统的构建；在循环过程当中，实现了太阳能电池-燃料联产。
(3)本发明采用熔融碱体系作为第一电化学单元的电解体系，解决了Fe(VI)在水体系和高温中易发生降解的问题；本发明通过设置光电单元以将可见光波段太阳能转化为了电能加以利用，通过设置光热单元以将红外波段太阳能转换为了热能，同时应用两个波段的太阳能能量来进行耦合化学过程，使电化学反应的效率明显高于普通光伏单独作用的效率，而太阳能热电耦合化学过程中所利用的太阳光谱能量均来自于同一束光，分别利用了太阳光谱多波段的能量，进而大幅地提高了整个系统的太阳能转化率和利用率(化学反应利用率)、以及产物能量储存率。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的结构示意图。
图2是图1中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在充电过程中的示意图。
图3是图1中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在放电过程中的示意图。
图4是Fe2O3在NaOH、KOH熔融混合物中的循环伏安曲线。图中，横坐标Potential表示电压，单位为mV，纵坐标Current表示电流，单位为mA；Scan Rate表示扫描速率，单位为V/s。
图5是本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的平均电压和循环次数(循环数)的关系曲线。
图6是本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的充放电曲线。
图7是本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的充放电效率(效率)与循环次数(循环数)的关系曲线。
图中：1：第一电化学单元；11：第一阳极；12：熔融碱电解体系；13：第一阴极；2：第二电化学单元；21：第二阳极；22：熔融碳酸盐电解体系；23：第二阴极；3：光电单元；4：负载装置；5：电流表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，图1是本发明一个具体实施方式中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的结构示意图；图2是图1中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在充电过程中的示意图；图3是图1中的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在放电过程中的示意图；图1、图2和图3中均未示意出光热单元。
在本发明中，例如，如图1所示，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统包括：电化学单元、用于将太阳能转化成电能以给所述电化学单元提供电能的光电单元3和用于将太阳能转换成热能以调节所述电化学单元的温度的光热单元；所述电化学单元包括采用串联的方式连接的以熔融碱为电解体系的第一电化学单元1和以熔融碳酸盐为电解体系的第二电化学单元2；当所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统工作(充放电)时，所述第一电化学单元1的电解体系中还包含三氧化铁和水，所述第二电化学单元2的电解体系中还包含二氧化碳(CO2)。
在本发明中，所述第一电化学单元1和所述第二电化学单元2为电解池；所述三氧化铁(Fe2O3)为铁源，所述水(H2O)为H(I)源，所述二氧化碳为C(IV)源，所述光电单元3提供电解所需电源，所述光热单元提供熔融碱-熔融碳酸盐双电解体系所需热量；在本发明中，将所述第一电化学单元1的阳极记作第一阳极11，阴极记作第一阴极13，电解体系记作熔融碱电解体系12，所述第一阳极11和所述第一阴极13置于所述熔融碱电解体系12中；在本发明中，将所述第二电化学单元2的阳极记作第二阳极21，阴极记作第二阴极23，电解体系记作熔融碳酸盐电解体系22，所述第二阳极21和所述第二阴极23置于所述熔融碳酸盐电解体系22中；在本发明中，也将所述光电单元3记作STEP供电单元、所述光热单元记作STEP供热单元；在本发明中，也将所述第一电化学单元1和所述第二电化学单元2分别记作Cell(I)和Cell(II)。在本发明中，所述光电单元3例如可以是聚光式太阳能光伏电池(CPV)；所述光热单元例如可以为聚光型太阳能集热器，所述聚光型太阳能集热器能将太阳光聚集在所述电化学单元上并将太阳能转换成热能以调节所述电化学单元的温度。
特别说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明以太阳能高效利用为目标，以太阳能STEP化学过程(Solar ThermalElectrochemical Process，太阳能热电耦合化学过程)为理论框架，构建出了新型的高能量多电子转移Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅵ)氧化还原太阳能电池-燃料联产循环系统，本发明中的所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统能同时利用太阳能的光-热和光-电效应来实现太阳能电池充放电循环过程与太阳能燃料的产出，系统的能量完全来自于太阳能，具有高能量产出、可循环充放电和联产太阳能燃料等特点，实现了对太阳能的高效利用；本发明实现了太阳能到电能存储的同时持续对外放出H2和CO(太阳能燃料)，构筑了完美的、无污染的电-燃料联产新型太阳能利用循环系统。本发明通过设置光电单元以将可见光波段太阳能转化为了电能加以利用，通过设置光热单元以将红外波段太阳能转换为了热能，同时应用两个波段的太阳能能量来进行耦合化学过程，使电化学反应的效率明显高于普通光伏单独作用的效率，而太阳能热电耦合化学过程中所利用的太阳光谱能量均来自于同一束光，分别利用了太阳光谱多波段的能量，进而大幅地提高了整个系统的太阳能转化率和利用率(化学反应利用率)、以及产物能量储存率。
根据一些优选的实施方式，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统还包括负载装置4；所述负载装置4与所述光电单元3以并联的方式连接在所述第一电化学单元1的阳极和所述第二电化学单元2的阴极之间，例如，如图1所示。
根据一些优选的实施方式，当所述光电单元3和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统充电并产出太阳能燃料，例如，如图2所示，所述太阳能燃料为氢气(H2)和一氧化碳(CO)。在本发明中，作为循环体系的第一步过程(充电过程)，所述光电单元3和所述电化学单元之间形成了电流回路，往所述第一电化学单元1的电解体系中加入三氧化铁(Fe2O3)和水(H2O)，使得所述第一电化学单元1的电解体系中还包含了Fe2O3和H2O，往所述第二电化学单元2的电解体系中通入二氧化碳(CO2)，使得所述第二电化学单元2的电解体系中还包含了CO2；在充电过程中，本发明利用光电单元3作为了电解电源，利用光热单元提供了熔融碱-熔融碳酸盐双电解体系所需的热量，在所述第一电化学单元1中，发生了如下电解反应：
阳极反应：FeO2 －+4OH－-3e－→FeO4 2－+2H2O；即Fe3+-3e－→Fe6+；
阴极反应：2H++2e－→H2；
其中，FeO2 －来自于反应：Fe2O3+2OH－→2FeO2 －+H2O；
在充电过程中，在所述第二电化学单元2中，发生了如下电解反应：
阳极反应：2O2--4e－→O2；
阴极反应：C4++4e－→C；和C4++2e－→C2+；
从所述第一电化学单元1和第二电化学单元2发生的电解反应可知，在所述第一电化学单元1中，Fe(III)在阳极发生氧化反应生成Fe(VI)的同时，阴极发生了还原反应，体系当中的H+离子还原生成了太阳能燃料H2；在所述第二电化学单元2中，体系当中的CO3 2-离子还原生成了太阳能燃料C和CO，太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的充电过程即太阳能燃料产出过程，生成太阳能燃料CO和H2。
众所周知，室温条件下利用水溶液体系可以直接实现电解Fe(III)生成Fe(VI)，但是由于Fe(VI)本身在空气或者水的存在下不稳定，会产生自降解反应，从而限制了Fe(VI)的推广应用；本发明的所述第一电化学单元1的电解体系在熔融碱条件下控制反应的进行，只是在充电过程中通过微流控持续进样器控制进水量，水的加入量满足所述第一电化学单元1发生电解反应所需的水用量即可，在防止Fe(VI)水体系自降解的同时，也控制了其热降解的发生。
根据一些优选的实施方式，当所述负载装置4和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统放电以产出电能，例如，如图3所示。在本发明中，作为循环体系的第二步过程(放电过程)，所述负载装置4和所述电化学单元之间形成了电流回路，Fe(VI)在阴极通过反应FeO4 2－+3H2O+3e－→FeOOH+5OH－和FeO4 2－+5/2H2O+3e－→l/2Fe2O3+5OH－对外放电，产生三个电子的转移过程。
在放电过程中，所述第一电化学单元1发生的阳极反应为：
2O2--4e－→O2；
在放电过程中，所述第一电化学单元1发生的阴极反应为：
Fe6++3e－→Fe3+；
在放电过程中，所述第二电化学单元2发生的阳极反应为：
C+O2--2e－→CO；
在放电过程中，所述第二电化学单元2发生的阴极反应为：
2CO2+2e－→2CO+O2；
在本发明中，太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的放电过程即电能产出过程。在本发明中，在放电过程中，体系当中Fe(VI)对外放电(以三电子放电)形成超铁电池，它具有理论比容量高、可充性较好、放电产物清洁无污染等优点，例如，高铁酸钾的理论容量(放电量)高达406mAh/g、高铁酸钠的理论容量高达485mAh/g、高铁酸锂的理论容量高达601mAh/g、高铁酸镁的理论容量高达558mAh/g、高铁酸锶的理论容量高达388mAh/g、高铁酸钡的理论容量高达313mAh/g，均高于二氧化锰(MnO2)的理论容量308Ah/g；体系中Fe(VI)(高铁酸盐)具有优良的电化学性能，这使得本发明中的所述联产循环系统成为了成为高电子能量/多电子转移数的高稳定STEP电-燃料联产可循环系统。
在本发明中，所述太阳能电池-燃料联产循环系统的充电和放电过程，例如，如图2和图3所示，在Cell(I)中进行Fe(III)→Fe(VI)/Fe(VI)→Fe(III)充放电循环与H2的产生，同时在Cell(II)中完成CO2的碳捕捉制备CO，整个操作体系完全由太阳能提供能量，是一种新型的能做到在充电过程的同时产出太阳能燃料CO和H2，在放电过程中产出电能和太阳能燃料CO的循环操作系统；本发明中Fe(III)→Fe(VI)/Fe(VI)→Fe(III)的STEP过程，实现了太阳能向电能和化学能的转化与储存，构建出了完美、可持续的高能量-多电子转移STEP氧化还原系统，为太阳能高效利用二氧化碳的资源化提供了新途径。本发明中的所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在放电过程中还能将充电过程中产生的单质碳(C)氧化生成一氧化碳(CO)。
本发明还测试了Fe2O3在熔融碱体系的氧化还原特性，具体地，测试了Fe2O3在NaOH、KOH熔融混合物中的循环伏安曲线，如图4所示，图4为利用铂电极在310℃条件下Fe2O3的氧化还原情况，由循环伏安曲线可知整个反应是可逆的，同时测定电极电位小于1V，STEP供热单元所提供热能和STEP供电单元所提供电能完全可以驱动初始反应。
根据一些优选的实施方式，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统还包括电流表5，所述电流表5连接在所述第一电化学单元1的阴极和所述第二电化学单元2的阳极之间，例如，如图1、图2和图3所示；所述电流表5用于监测所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统在充放电过程中的电流。
根据一些优选的实施方式，当所述光电单元3和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述第一电化学单元1的电解体系中还包含强氧化剂。在本发明中，所述强氧化剂例如可以为高碘酸盐。在含水氧化反应中，FeO4 2-易被还原成Fe(III)或不溶性终产物Fe(OH)3；而本发明在充电过程中，往所述第一电化学单元1的电解体系中加入强氧化剂作为稳定剂，高氧化电位的化学环境将形成，作为共存氧化离子或缓冲剂的稳定剂，可以氧化Fe(OH)3回到FeO4 2-直到它达到一个氧化还原平衡：
在本发明中，优选地在充电过程中，往所述第一电化学单元1的电解体系中加入强氧化剂作为稳定剂，从而控制体系处于一个稳定的电位状态，可以显著地增加FeO4 2-的稳定性。
根据一些优选的实施方式，所述熔融碱选自由熔融氢氧化钠、熔融氢氧化钾、熔融氢氧化锂、熔融氢氧化铯、熔融氢氧化镁、熔融氢氧化锶、熔融氢氧化银和熔融氢氧化钡组成的组。
根据一些优选的实施方式，所述熔融碳酸盐选自由熔融碳酸锂、熔融碳酸钠和熔融碳酸钾组成的组。
根据一些优选的实施方式，所述第一电化学单元1的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成；和/或所述第二电化学单元2的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成。
根据一些优选的实施方式，所述光热单元为太阳能聚焦高温系统(例如聚光型太阳能集热器)，所述太阳能聚焦高温系统不仅能将太阳能转换成热能并能够存储热能；和/或所述光电单元3为多级硅基太阳能电池、光电池或多带隙(层)太阳能电池；在本发明中，所述光电池例如可以由多个基本光电池单元串联而成。
根据一些优选的实施方式，所述光热单元调节所述第一电化学单元1的温度为200～350℃(例如200℃、250℃、300℃或350℃)；和/或所述光热单元调节所述第二电化学单元2的温度为500～700℃(例如500℃、550℃、600℃、650℃或700℃)。在本发明中，体系温度的升高，能有效促使反应在较快的速率下进行，电化学电位随着温度的增加而降低，这使很多电化学合成反应更加容易进行(吸热反应)，即合成含能产物所需要的电能(电解电压)大大降低；在本发明中，具体电解电压降低的程度可通过调整电解质的组成及电解温度来进行计算及测量；在本发明中，利用STEP过程将太阳能辐射进行分离，将足以驱动光伏电荷转移反应并将多余的太阳热能用于加热电解反应单元。
在一些具体的实施方式中，构建一种本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，如图1所示；本发明在充电电流为0.05A，充电时间为8min的条件下，测试了所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统的平均电压和循环次数(循环数)的关系曲线、充放电曲线(电压与时间的关系曲线)以及充放电效率(效率)与循环次数(循环数)的关系曲线，分别如图5、图6和图7所示。从图5、图6和图7的结果可知，本发明所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统是可循环的，并且充放电过程电压稳定。
本发明中所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统不仅仅是简单的将超铁电池与碳捕捉系统相结合，而是利用其电势差构成循环体系，在多能级相互匹配的条件下Fe(III)在阳极发生氧化反应生成Fe(VI)的过程当中，同时H(I)和C(IV)在阴极发生还原反应生成H2、C和CO，即生成太阳能燃料(Solar Fuel)；此过程完成后，为Fe(VI)放电生成Fe(III)的过程，从而实现多个高能量电子转移的太阳能循环系统的构建；在循环过程当中，实现了太阳能电池-燃料联产。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种新型的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统包括：电化学单元、用于将太阳能转化成电能以给所述电化学单元提供电能的光电单元和用于将太阳能转换成热能以调节所述电化学单元的温度的光热单元；
所述电化学单元包括采用串联的方式连接的以熔融碱为电解体系的第一电化学单元和以熔融碳酸盐为电解体系的第二电化学单元；
当所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统工作时，所述第一电化学单元的电解体系中还包含三氧化铁和水，所述第二电化学单元的电解体系中还包含二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统还包括负载装置；
所述负载装置与所述光电单元以并联的方式连接在所述第一电化学单元的阳极和所述第二电化学单元的阴极之间。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
当所述光电单元和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统充电并产出太阳能燃料。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
当所述负载装置和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统放电以产出电能。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
当所述光电单元和所述电化学单元之间形成电流回路时，所述第一电化学单元的电解体系中还包含强氧化剂。
6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述熔融碱选自由熔融氢氧化钠、熔融氢氧化钾、熔融氢氧化锂、熔融氢氧化铯、熔融氢氧化镁、熔融氢氧化锶、熔融氢氧化银和熔融氢氧化钡组成的组。
7.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述熔融碳酸盐选自由熔融碳酸锂、熔融碳酸钠和熔融碳酸钾组成的组。
8.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述第一电化学单元的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成；和/或
所述第二电化学单元的阳极和阴极采用泡沫镍材料制成。
9.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述光热单元为太阳能聚焦高温系统；和/或
所述光电单元为多级硅基太阳能电池、光电池或多带隙太阳能电池。
10.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池-太阳能燃料联产循环系统，其特征在于：
所述光热单元调节所述第一电化学单元的温度为200～350℃；和/或
所述光热单元调节所述第二电化学单元的温度为500～700℃。
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