[发明专利]低温等离子体反应器、协同催化制氢装置及方法

权利要求书

1.低温等离子体反应器，其特征在于：包括反应体(19)、接地电极(22)和放电电极(17)；所述接地电极(22)位于反应体(19)的一侧，放电电极(17)位于反应体(19)的另一侧；所述放电电极(17)和反应体(19)之间设有反应间隙；所述反应间隙放置有催化剂(21)。

2.根据权利要求1所述的低温等离子体反应器，其特征在于：所述反应体(19)包围在放电电极(17)外侧；所述接地电极(22)包围在反应体(19)的外表面；所述反应体(19)上设有进气口和出气口；所述进气口和出气口连通位于放电电极(17)和反应体(19)之间的反应间隙。

3.根据权利要求2所述的低温等离子体反应器，其特征在于：所述反应体(19)为管状，且反应体(19)两端通过密封盖(18)密封；所述放电电极(17)为柱状，且放电电极(17)沿着反应体(19)轴向方向设置，并贯穿两端的密封盖(18)。

4.根据权利要求1所述的低温等离子体反应器，其特征在于：所述反应间隙尺寸为1-5mm。

5.根据权利要求1所述的低温等离子体反应器，其特征在于：所述催化剂(21)通过固定部件(20)固定在反应间隙内。

6.根据权利要求1所述的低温等离子体反应器，其特征在于：所述催化剂(21)包括过渡金属和氧化物前驱体；所述过渡金属包括Cu、Fe、Ni、Co中的至少一种；所述氧化物前驱体包括CeO2、Al2O3、TiO2、ZrO、ZnO、SiO2中的至少一种。

7.低温等离子体协同催化制氢装置，其特征在于：包括低温等离子体反应器(3)、配气装置(1)和高压电源装置(4)；所述低温等离子体反应器(3)采用如权利要求1～6任一权利要求所述的低温等离子体反应器(3)；所述配气装置(1)用于向低温等离子体反应器(3)的反应间隙输入混合气体；所述高压电源装置(4)用于在接地电极(22)和放电电极(17)之间产生激发低温等离子体的放电区域。

8.根据权利要求7所述的低温等离子体协同催化制氢装置，其特征在于：还包括测温装置(2)和气体检测装置(5)；所述测温装置(2)用于测量低温等离子体反应器放电区域的温度；所述气体检测装置(5)用于检测混合气体经过低温等离子体反应器(3)反应后的气体。

9.根据权利要求8所述的低温等离子体协同催化制氢装置，其特征在于：所述混合气体包括一氧化碳、水蒸气和载气；所述载气包括空气、氩气、氮气、氦气中的一种或多种。

10.低温等离子体协同催化制氢方法，其特征在于：采用如权利要求7所述的低温等离子体协同催化制氢装置；具体步骤如下：开启高压电源装置(4)；高压电源装置(4)在接地电极(22)和放电电极(17)之间产生放电区域；配气装置(1)向低温等离子体反应器的反应间隙输入混合气体；混合气体经过放电区域产生低温等离子体；混合气体在低温等离子体和催化剂(21)的协同作用下产生氢气。