[发明专利]一种利用太阳能分解水生成氢燃料的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用太阳能分解水生成氢燃料的装置，是一种在传统电解装置中直接投入光伏电池水解制氢的装置。

背景技术

太阳能作为一种替代煤炭，石油等化石燃料的清洁燃料已经被利用，但是它有个缺点：不能像煤炭和石油一样被储存运输，也不能在没有太阳的夜里被人们利用，如果要把太阳能作为一种为地球提供主要动力的清洁能源，就必须找到一种方法来把太阳能储存起来。经过多年研究发现氢可以为如何储存太阳能提供新的解决办法。目前制氢的方法是利用催化剂（例如氧化钛）在阳光照射下，吸收光能量，提供电子，使氢离子变成氢原子，同时得其氢氧根离子电子，使氢氧根离子变成氧原子。虽然现有方法制氢也能产气，但是由于催化剂的两极距离比较接近（含纳米级、分子级），产生的氢原子与氧原子非常活泼，所以氢氧原子很容易会产生化合反应，合成为水，并且有少量混合气体释放出来，同时产生了大量热能，这些热能会加速氢原子和氧原子合成水的反应，使得产氢效益大大减低，大大减少了产氢量和产氧量，大规模生产前景不乐观。而且现有方法制氢由于两个电极之间的距离偏大（一般为厘米级或分米级），正负电极产生的离子电泳到对应的正负极物理距离偏大，时间偏长，也使产氢和产氧量不容乐观。

发明内容

本发明装置的优势在于在传统电解制氢装置的电解水溶液中直接投入光伏电池，利用光伏电池的两极距离远远大于催化剂的两极距离，使氢原子和氧原子之间隔离，并且有效的客服了氢原子和氧原子的合成，阻止氢原子和氧原子合成水。而且相对于传统的电解装置，本发明装置还大大缩短了产氢区和产氧区之间的物理距离，减少了彼此间电泳移动的物理距离和时间，增大产气量。

本发明的技术方案是：在传统电解制氢装置的电解水溶液中直接投入光伏电池，光伏电池在光的照射下，在光伏电池的两端就会产生正电压和负电压。光伏电池在电解水溶液中产生的正电压和负电压会使水溶液产生氢气和氧气。传统电解制氢装置是利用催化剂（例如氧化钛）在光的照射下，吸收光能量，提供电子，使氢离子变成氢原子，同时夺其氢氧根离子的电子，使氢氧根离子变成氧原子。虽然产生了氢气和氧气，但是由于催化剂的两极距离非常接近（含纳米级、分子极），产生的氢原子和氧原子又非常活泼，很容易就能产生化合反应，产生水，并且产生大量的热能，这些热能还能加速氢原子和氧原子合成水的反应，产气量会减少。而此种利用太阳能分解水生成氢燃料的装置，就是利用光伏电池的两极距离远远大于催化剂两极之间的距离，可以有效的隔离水溶液中产生的氢原子和氧原子接触的机会，阻止水的合成，这样就大大提高了产气量。同时相对于传统的电解装置，大大缩短了产氢区和产氧区之间的物理距离，减少了彼此间电泳移动的物理距离和时间，也可以增大产气量。

附图说明 

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步的说明。

在传统电解制氢装置的电解水溶液1中直接投入光伏电池2，光伏电池2在光的照射下，两端就会产生正电压和负电压。光伏电池2在电解水溶液中产生的正电压和负电压会使水溶液产生氢气和氧气3。传统电解制氢装置是利用催化剂（例如氧化钛）在光的照射下，吸收光能量，提供电子，使氢离子变成氢原子，同时夺其氢氧根离子的电子，使氢氧根离子变成氧原子。虽然产生了氢气和氧气，但是由于催化剂的两极距离非常接近（含纳米级、分子极），产生的氢原子和氧原子又非常活泼，很容易就能产生化合反应，产生水，并且产生大量的热能，这些热能还能加速氢原子和氧原子合成水的反应，产气量会减少。而此种利用太阳能分解水生成氢燃料的装置，就是利用光伏电池的两极距离远远大于催化剂两极之间的距离，可以有效的隔离水溶液中产生的氢原子和氧原子接触的机会，阻止水的合成，这样就大大提高了产气量。同时相对于传统的电解装置，大大缩短了产氢区和产氧区之间的物理距离，减少了彼此间电泳移动的物理距离和时间，也可以增大产气量。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。