基于太阳能光驱动固体氧化物电解制备碳氢化合物的方法

    公开(公告)号:CN116770342A

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202310683935.3

    申请日:2023-06-10

    申请人: 浙江大学

    发明人: 张彦威 许辰宇

    摘要: 本发明涉及电解制备碳氢化合物,旨在提供一种基于太阳能光驱动固体氧化物电解制备碳氢化合物的方法。包括步骤:由石英导光柱传导太阳光,照射在电解反应室中电解池的表面;阴极层中的固态氧化物半导体材料持续集热,利用空气电极供电;通过鼓泡器向阴极室中引入含有二氧化碳和水的混合气,转化为碳氢化合物收集;阳极室产生的氧气被载气携带排出系统。本发明除可利用太阳能产生的热能和电能,还在电解反应过程中利用半导体的光生载流子进行光催化或光反应;能够降低克服反应能垒所需提供的偏压,实现节能减耗。在将光驱动的反应运用于制备碳氢化合物的过程,克服了二氧化碳和水反应流程复杂和能垒高的问题,提高了碳氢化合物的产率和选择性。

    基于太阳能光驱动固体氧化物电解制备碳氢化合物的系统

    公开(公告)号:CN116770341A

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202310683933.4

    申请日:2023-06-10

    申请人: 浙江大学

    发明人: 张彦威 许辰宇

    摘要: 本发明涉及电解制备碳氢化合物领域,旨在提供一种基于太阳能光驱动固体氧化物电解制备碳氢化合物的系统。该系统包括太阳能光热收集系统和光驱动电解反应系统;太阳能光热收集系统由聚光设备和导光器件组成;光驱动电解反应系统包括电解反应室和进排气系统;固体氧化物电解池呈平板结构或管式结构,包括依次布置的阴极层、电解质层和阳极层,阴极层由具有集热性能的固态氧化物半导体材料和非全覆盖的金属集流层构成,光柱的末端对准固体氧化物电解池的阴极层表面。本发明在电解反应过程中能利用半导体的光生载流子进行光催化或光反应,低克服反应能垒所需提供的偏压,实现节能减耗;克服了反应流程复杂和能垒高的问题,提高了产率和选择性。

    切圆旋流柱式微藻光合反应器及其使用方法

    公开(公告)号:CN109055185B

    公开(公告)日:2023-06-13

    申请号:CN201811037161.2

    申请日:2018-09-06

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明涉及生物质能利用技术,旨在提供一种切圆旋流柱式微藻光合反应器及其使用方法。该反应器包括竖向的透明材质的中空圆柱式反应器,底部开孔连接到给排水泵,顶部封盖上设有排气口,下部设置曝气器;在反应器的侧壁上部设置开口,通过软管连接循环水泵的入口;在反应器的侧壁下部沿横截面外缘均匀布置若干个喷嘴,喷嘴连接循环水泵出口;喷嘴的轴线与反应器横截面的直径之间形成夹角并与一个切圆相切,该切圆位于反应器横截面上且与横截面共圆心。本发明相对传统气升柱式反应器,能减小藻液混合时间和气泡直径,提高气液传质系数和微藻在光暗区之间的循环频率,有利于微藻光合作用,同时有效防止藻细胞沉底,提高微藻生物质产率和固碳效率。

    热光伏与外燃式燃气蒸汽联合循环耦合的光热梯级发电系统及方法

    公开(公告)号:CN112412562B

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202011295690.X

    申请日:2020-11-18

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明公开了一种热光伏与外燃式燃气蒸汽联合循环耦合的光热梯级发电系统及方法,该系统包括燃烧器、热交换器,选择性过滤器、热光伏电池、冷却水通道、压气机、空气透平,余热锅炉,汽轮机组和发电机等组件。本发明首先利用燃烧释放产生的能量进行光伏发电,实现热光伏一级电力生产;其次,本发明利用高温烟气加热空气,高温高压的空气进入空气透平膨胀做功带动发电机组发电,实现二级电力生产过程;最后,换热后的烟气在余热锅炉中加热给水产生蒸汽,蒸汽进入蒸汽透平膨胀做功带动发电机组发电,实现三级电力生产过程。本发明以光热能量梯级转化的思路实现了三级电力生产过程,最大程度的利用了燃料燃烧的能量,可以提高现有发电技术的效率。

    双桨轮平板光合反应器及微藻固碳方法

    公开(公告)号:CN108485913B

    公开(公告)日:2021-08-06

    申请号:CN201810290476.1

    申请日:2018-04-03

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明涉及生物质能利用技术,旨在提供一种双桨轮平板光合反应器及微藻固碳方法。包括用于微藻固碳的反应器,呈立式箱型结构,其顶板及四个侧板均为透光板材;顶板上设有开孔;在反应器内部设有上下共两个桨轮,两个桨轮的轴水平布置且相互平行,轴两端分别安装在设于相对侧板上的轴承座中;各轴均有一个端部伸出至侧板外,且在该端部固定装设皮带轮,皮带轮通过皮带连接至电动机的输出轴;在反应器的底板上设有曝气条,其一端通过管路与气泵相连,在曝气条的上表面均布若干个出气孔。本发明的反应器内部能够形成一个逆时针旋转的漩涡流动,加强了气液搅拌和物质传递,能够明显改善藻液流场和促进闪光效应,有利于提高微藻光合作用固碳效率。

    酞菁锰修饰牛角状碳基催化剂的制备及电还原CO2方法

    公开(公告)号:CN111715297B

    公开(公告)日:2021-07-16

    申请号:CN202010709534.7

    申请日:2020-07-22

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明涉及建材技术领域,旨在提供一种酞菁锰修饰牛角状碳基催化剂的制备方法。包括:将溴化铵和三聚氰胺混合物煅烧得到氮化碳,在氮气氛围热解;产物清洗、干燥后得到牛角状碳基催化剂;将其分散于N‑N‑二甲基甲酰胺溶液,超声处理后加入酞菁锰分子,超声处理、搅拌后清洗、干燥,得到酞菁锰修饰牛角状碳基催化剂。本发明产品具有丰富多孔结构、较高比表面积、高含量吡啶氮及吡咯氮活性位点、良好导电性,是高效的阴极催化剂。牛角状结构的碳基催化剂在电场作用下具有尖端效应富集电荷,促进CO2高效还原反应。酞氰锰分子中的锰单原子作为活性位点,降低了CO2还原为中间产物COOH*的反应能垒,促进CO2向CO气体产物的转化反应,法拉第效率高。

    一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法及装置

    公开(公告)号:CN112834484A

    公开(公告)日:2021-05-25

    申请号:CN202011645554.9

    申请日:2020-12-31

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G01N21/71 G01N5/04

    摘要: 本发明涉及燃煤质量测量技术,旨在提供一种燃煤电厂煤质成分在线快速测试的方法及装置。包括:从燃煤电厂煤粉管道抽取煤粉,利用旋风分离器分离捕集煤粉颗粒,混匀后分为两部分;通过基于程序升温称重计量的工业分析,测量其中一部分煤粉的水分、灰分、挥发分和固定碳含量;通过基于激光诱导击穿光谱的元素分析,测量另一部分煤粉中C、H、O、N、S元素浓度;结合两种测量结果,计算获得燃煤热值。本发明可同时实现对燃煤水分、灰分、挥发分、固定碳含量及C、H、O、N、S元素浓度的测量,有利于实现对燃煤电厂的实时监测和运行参数调整;本发明能够获得更加准确可靠的燃煤热值计算结果,从而实现燃煤电厂连续在线的燃煤热值分析。

    改良螺旋藻关键酶基因提高生长固碳速率的方法

    公开(公告)号:CN107988129B

    公开(公告)日:2020-07-14

    申请号:CN201711206657.3

    申请日:2017-11-27

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: C12N1/21 C12R1/01

    摘要: 本发明涉及生物质能利用技术,旨在提供一种改良螺旋藻关键酶基因提高生长固碳速率的方法。包括:利用基因编辑技术对螺旋藻细胞中的四个关键酶的基因表达量进行调整以实现基因改良;取基因改良后的螺旋藻藻株,置于光生物反应器中进行多试管单个藻株纯化和扩大培养;每天采集各试管中的藻液,测试螺旋藻的固定二氧化碳速率,取固定二氧化碳速率的数值最大的样本作为改良后的螺旋藻藻株。本发明能增强螺旋藻的叶绿素合成通路及三羧酸循环通路,提高螺旋藻细胞光合利用效率及能量供给,进而提高螺旋藻的生长固碳速率,是一种高效可行的提高螺旋藻生长固碳速率方法。

    利用负载了磷钨酸的镍基分子筛催化藻油制备航油的方法

    公开(公告)号:CN109364982B

    公开(公告)日:2020-06-16

    申请号:CN201811220345.2

    申请日:2018-10-19

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B01J29/16 C10G3/00

    摘要: 本发明涉及生物质能利用技术,旨在提供一种利用负载了磷钨酸的镍基分子筛催化藻油制备航油的方法。是将磷钨酸‑镍基梯度介孔分子筛催化剂安置于固定床连续流反应器中,控制反应器的温度和氢气压力,将微藻生物柴油反应器进行脱氧断键反应;在反应器侧壁由上至下依次设有4个馏出口,用于排出反应器中不同反应阶段的混合物;依次取四种馏出物,混合后得到微藻生物航油产物。本发明通过有效控制微藻生物柴油脱羧反应得到长链正构烷烃,进一步断键生成短链正构烷烃,然后异构化、环化及芳构化,得到选择性高达63.1%的微藻生物航油产物,使航油产物中的异构烷烃含量显著提高到32.5%,并具有合理的芳香烃含量17.6%。