以水和CO2为原料的光电-光热耦合制备碳氢化合物的方法

    公开(公告)号:CN116770331A

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202310683926.4

    申请日:2023-06-10

    申请人: 浙江大学

    发明人: 许辰宇 张彦威

    摘要: 本发明涉及太阳能技术领域,旨在提供一种以水和CO2为原料的光电‑光热耦合制备碳氢化合物的方法。包括:将太阳光由透明侧壁引入光电催化子模块,依次通过透过式光电阳极、透光的离子/质子交换膜、透过式光电阴极,最后入射在光热催化子模块的光热催化剂层上;在两个电极上通过光电催化还原H2O和CO2,生成H2、O2和CO;产物中的O2从阳极室顶部排出,H2和CO随未反应的CO2进入光热催化子模块;通过光热催化使CO2或CO与氢气发生加氢反应,生成碳氢化合物。本发明结合太阳能光电催化与光热催化技术,能够实现对太阳光谱的分级分质全光谱利用,提高能量转化效率,得到更高附加值的碳氢燃料。

    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。

    基于太阳能光驱动的分解水制备氢气的系统及方法

    公开(公告)号:CN116752168A

    公开(公告)日:2023-09-15

    申请号:CN202310683929.8

    申请日:2023-06-10

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明涉及分解水制氢领域,旨在提供一种基于太阳能光驱动的分解水制备氢气的系统及方法。该系统包括太阳能光热收集系统和光驱动电解反应系统;其中,所述太阳能光热收集系统由聚光设备和导光器件组成;导光器件呈中空管状,沿其轴向设有石英导光柱;光驱动电解反应系统包括电解反应室和进排气系统;导光柱的末端对准固体氧化物电解池的受光层表面,固态氧化物半导体材料吸收太阳光中热能,同时利用半导体的光生载流子进行光驱动和光催化,实现光热电三者协同的分解水反应。本发明基于太阳光直射固体氧化物电解池产生的光驱动效应,利用半导体的光生载流子进行光催化或光反应,降低克服反应能垒所需提供的偏压,实现节能减耗。