CN205420560U - 一种光电催化产氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电催化产氢装置，包括：反应室，该反应室内包括位于中心处的光源、环绕在光源外围的阳极板和环绕在阳极板外围的阴极板；电源模块，连接至所述光源、阳极板和阴极板；集气装置，与所述反应室相连通。本实用新型装置结构简单，产氢效果好，能源利用率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种产氢装置，具体一种光电催化产氢装置。
背景技术
随着经济的不断发展，能源问题日益突显，煤、石油、天然气等不可再生石化燃料的加速消耗，传统的能源体系不能满足日益增长的能源需求，新能源的开发工作益发重要。
在众多的可持续能源中，太阳能是唯一能代替花式燃料并能满足人类大规模应用的能源，但是太阳能的转化还存在一些问题，再新的能源体系中，氢是一种理想的二次能源，与其他能源相比，氢能源高效、环保，且燃烧产物为水，对环境无污染，是最有潜力的新能源之一。
近年来人们致力于氢能源的开发，例如，公开号为CN105154313A的发明专利申请文献公开了一种暗发酵光合作用联合产氢装置及其产氢方法，产氢装置包括支架，所述支架上放置有光合生物制氢反应器，光合生物制氢反应器的内部设有暗发酵生物制氢反应器，且暗发酵生物制氢反应器的顶部高于光合生物制氢反应器的顶部，所述光合生物制氢反应器与暗发酵生物制氢反应器之间设有隔光保温层。
例如，公开号为CN102208668A的中国发明专利申请文献公开了一种液固流化床微生物燃料电池产氢装置，装置底部中心处制有污水入口，污水出口置于阳极流化床体侧壁顶部，污水入口上部制有预分布室并法兰式与阳极流化床连接；预分布室和阳极流化床体之间制有液体分布板，阳极流化床体内下部装有流化颗粒；石墨碳棒质的阳电极竖向式置于阳极流化床体内侧，底部的一端插入流化颗粒内，阳电极另一端和碳纸膜阴极之间通过焊接的导线连接并串联负载和稳压电源相连形成闭合回路；有机玻璃质的阳极流化床体侧壁中下部上下排列结构等间距制有2-10个测试口，阴极室的顶部侧壁上制有气体收集出口。
但是现有的产氢装置都存在装置结构复杂或能源利用率不高等技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种光电催化产氢装置，装置结构简单，产氢效果好，能源利用率高。
一种光电催化产氢装置，包括：
反应室，该反应室内包括位于中心处的光源、环绕在光源外围且由光催化材料制成的阳极板和环绕在阳极板外围的阴极板；
电源模块，连接至所述光源、阳极板和阴极板；
集气装置，与所述反应室相连通。
本实用新型所用阳极板为现有光催化材料按常规方法制成，主要可采用常规TiO2电极以及改性TiO2电极，例如CdS/TiO2、CdS/贵金属/TiO2、贵金属TiO2等改性催化剂。
所用阴极板为耐腐蚀性能稳定的钛板；所用光源为灯管。反应室内盛装电解质溶液，电源模块为阳极板、阴极板和光源提供电源，光电催化电解质溶液产生氢气，氢气由集气装置收集。
作为优选，所述阳极板和阴极板均设置为四块，且均呈“口”字形分布。
电极板设置成“口”子形，光源位于电极板的中心处，该设置方式增大光催化接触面积，且可提高对光源的利用率，有利于提高产氢效率。
进一步优选，所述光源与阳极板之间的垂直距离为5～20cm；阳极板与阴极板之间的间距为1～5cm。
作为优选，所述电源模块包括相互连接的太阳能电池板和电源控制器，所述电源控制器分别与所述光源、阳极板和阴极板相连。
本实用新型的装置产氢过程中主要利用太阳能电池板供电，充分利用太阳能产电产氢，旨在解决能源问题。
进一步优选，所述电源模块还包括与所述电源控制器连接的蓄电池。
更进一步优选，所述电源模块还包括与所述集气装置连接的氢燃料电池，所述氢燃料电池与所述蓄电池相连。
在该优选方案下，在有光照条件下可以通过太阳光提供电源，无光照时可以利用白天收集在蓄电池和通过氢燃料电池发电的电量产氢。
作为优选，还设有连通至所述反应室的真空泵。通过该真空泵对反应室内抽真空。
进一步优选，所述反应室顶部设置出气孔，所述集气装置和真空泵均通过管路和连接头连接至该出气孔。
作为优选，所述集气装置为集气瓶或集气袋。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
现有的产氢装置都存在装置结构复杂或能源利用率不高等技术问题，本实用新型装置结构简单，主要采用太阳能供电，同时产生的氢气也可用于产电，作为储备电源，能源利用率高，电极板采用“口”字形设置，产氢效果好。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中所示附图标记如下：
1-反应室2-阳极板3-阴极板
4-光源5-电源控制器6-太阳能电池板
7-集气装置8-第一气阀9-第二气阀
10-第三气阀11-真空泵12-氢燃料电池
13-蓄电池
具体实施方式
如图1所示，一种光电催化装置，包括反应室1、光源、电极板、电源模块和集气装置7。
反应室1为实验室常见反应室，反应室带有进液口、出液口和出气孔，进液口和出液口按常规方式设置，出气孔位于反应室顶部。
反应室内中心处设置光源4，本实施方式中，该光源采用灯管，如普通的日光灯管，阳极板2呈“口”字形环绕在光源四周，光源与阳极板之间的垂直距离为5～20cm，阴极板3呈“口”字形环绕在阳极板外，阴极板与阳极板之间的间距为1～5cm。
反应室顶部的出气孔通过管路和三通接头连接一台真空泵11和一个集气装置7，集气装置采用集气瓶或者集气袋，连接出气孔的总管路上设置第一气阀8，连接真空泵11的支管路上设置第二气阀9，连接集气装置7的支管路上设置第三气阀10。
电源模块为反应室内的光源、阳极板和阴极板供电，本实施方式中，电源模块包括电源控制器5、太阳能电池板6、蓄电池13和氢燃料电池12，太阳能电池板6和氢燃料电池均为本领域通用设备，电源控制器的输出端通过导线分别与光源4、阳极板2和阴极板3连接，电源控制器的输入端连接太阳能电池板，电源控制器上还连接一个蓄电池13，氢燃料电池连接集气装置和蓄电池13。
本实用新型的工作方式如下：
反应室1中装有电解质溶液，整个体系的电源由太阳能电池板6和氢燃料电池12提供，通过电源控制器5调控电压输出，起始时第一气阀8、第二气阀9、第三气阀10处于开启状态，由真空泵11将整个反应装置抽真空，后关闭第二气阀9，装置运行，开始产氢。此时氢气量处于增长状态，部分氢气可通过燃料电池转化成电能持续维护整个装置的运行；若要转移氢气，则待集气瓶/袋收集满氢气后关闭第一气阀8和第三气阀10，移走集气瓶/袋即可。
以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
Claims (8)
1.一种光电催化产氢装置，其特征在于，包括：
反应室，该反应室内包括位于中心处的光源、环绕在光源外围且由光催化材料制成的阳极板和环绕在阳极板外围的阴极板；
电源模块，连接至所述光源、阳极板和阴极板；
集气装置，与所述反应室相连通。
2.根据权利要求1所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述阳极板和阴极板均设置为四块，且均呈“口”字形分布。
3.根据权利要求1所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述光源与阳极板之间的垂直距离为5～20cm；阳极板与阴极板之间的间距为1～5cm。
4.根据权利要求1所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述电源模块包括相互连接的太阳能电池板和电源控制器，所述电源控制器分别与所述光源、阳极板和阴极板相连。
5.根据权利要求4所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述电源模块还包括与所述电源控制器连接的蓄电池。
6.根据权利要求5所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述电源模块还包括与所述集气装置连接的氢燃料电池，所述氢燃料电池与所述蓄电池相连。
7.根据权利要求1所述光电催化产氢装置，其特征在于，还设有连通至所述反应室的真空泵。
8.根据权利要求1所述光电催化产氢装置，其特征在于，所述集气装置为集气瓶或集气袋。
Priority Applications (1)
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| CN201620107424.2U CN205420560U (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 一种光电催化产氢装置 |
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| CN201620107424.2U CN205420560U (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 一种光电催化产氢装置 |
Publications (1)
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| CN205420560U true CN205420560U (zh) | 2016-08-03 |
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| CN (1) | CN205420560U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108063268A (zh) * | 2016-11-05 | 2018-05-22 | 顾士平 | 光催化效应电池 |
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2016
- 2016-02-01 CN CN201620107424.2U patent/CN205420560U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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| CN108063268A (zh) * | 2016-11-05 | 2018-05-22 | 顾士平 | 光催化效应电池 |
| CN108063268B (zh) * | 2016-11-05 | 2020-07-03 | 顾士平 | 光催化效应电池 |
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