一种太阳能析氢装置单元的制作方法

本技术涉及新能源制备，具体涉及一种太阳能析氢装置单元。

背景技术：

1、氢能被誉为未来的“终极能源”，其燃烧产物为水，又可通过水分解制取，具备清洁、可再生的优势；其燃烧值在除了核燃料以外的所有化石燃料、化工燃料和生物质燃料中最高；不仅可以直接燃烧提供能量，通过燃料电池发电、提供动力，还可以作为储存、运输和转化其他清洁能源(太阳能、风能、生物能)的重要媒介。

2、氢能的获取方式很多，传统上从原料来源主要分为：一类是以矿物资源(如煤、石油或天然气等)为原料，进行重整或者部分氧化制氢，但同时生成导致温室效应的co2气体；另一类则是以水为反应物，通过电解或者热解制氢等。随着新能源的崛起，以水为原料的利用其他清洁能源(如太阳能、风能)制氢最具有可持续发展的前景。利用太阳能生产氢气的系统，有光分解制氢，太阳能发电和电解水组合制氢系统。太阳能制氢是近30～40年才发展起来的。到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术：光伏法、光热法、光合成法、光电化学法等。其中光伏法析氢是指将太阳能转化为电能再转化为化学能的过程，也是太阳能制氢研究中转化效率较高和研究较为完善的一种方法。

3、然而目前的光伏法析氢主要是先将太阳能转化为电能，将电能储备后再进行水的裂解，而电能的储备和运输会有大量的能量损失，换言之，会降低太阳能的转化率。再者太阳能析氢的产业化装置为当下研究短板。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题是提供一种可实现在太阳光下即时产氢并收集洁净氢气的太阳能析氢装置单元。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种太阳能析氢装置单元，包括催化析氢核心板，所述催化析氢核心板上方依次设置有上腔体框架、耐腐蚀挡板和上支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成上腔体，其下端依次设置有下腔体框架、耐腐蚀挡板和下支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成下腔体，所述上支撑框架上方固定有太阳能电池板，所述上支撑框架和所述下支撑框架通过螺丝和螺帽固定成型。

4、进一步地，所述催化析氢核心板上包括耐酸碱带孔隔板、正极催化剂及其衬底、负极催化剂及其衬底和导线，所述正极催化剂及其衬底和所述负极催化剂及其衬底分别固定在所述耐酸碱带孔隔板的正负两面；所述耐酸碱带孔隔板的通孔中设置有质子交换膜。

5、进一步地，所述上腔体框架和所述下腔体框架侧边均开有加料口、气体收集口和废料出口。

6、进一步地，所述上腔体框架和所述下腔体框架侧边还开有线束口。

7、进一步地，所述上支撑框架和所述下支撑框架四周相互对应设置有若干梯形突出，所述梯形突出上开有螺纹孔，用于所述螺丝穿过与所述螺帽配合固定。

8、进一步地，上下支撑框架四周的梯形凸起上下左右互不对称，且上边梯形突出、下边梯形突出、左边梯形突出和右边梯形突出可随意配合卡拼在一起。

9、本实用新型的有益效果是：

10、1.本实用新型的装置省略了电能的储存和运输环节，将太阳能转化为电能后立即转化为化学能裂解水的过程。

11、2.本实用新型在有限的面积中保证最大限度的太阳能转化率，通过在催化析氢核心板上开孔并设置有质子交换膜，既实现电流通路，而且密封性好，可完全隔绝两侧的气体。正负极的催化剂与电池板的正负两极连接并尽可能降低内阻。

12、3.上下支撑板四周的梯形凸起上下左右互不对称，且上边梯形突出、下边梯形突出、左边梯形突出和右边梯形突出可随意配合卡拼在一起。各个单元之间可以相互紧密排列拼合，可以最大限度的利用光照面积，提供太阳能利用率。

技术特征：

1.一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：包括催化析氢核心板，所述催化析氢核心板上方依次设置有上腔体框架、耐腐蚀挡板和上支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成上腔体，其下端依次设置有下腔体框架、耐腐蚀挡板和下支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成下腔体，所述上支撑框架上方固定有太阳能电池板，所述上支撑框架和所述下支撑框架通过螺丝和螺帽固定成型。

2.如权利要求1所述的一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：所述催化析氢核心板上包括耐酸碱带孔隔板、正极催化剂及其衬底、负极催化剂及其衬底和导线，所述正极催化剂及其衬底和所述负极催化剂及其衬底分别固定在所述耐酸碱带孔隔板的正负两面；所述耐酸碱带孔隔板的通孔中设置有质子交换膜。

3.如权利要求1所述的一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：所述上腔体框架和所述下腔体框架侧边均开有加料口、气体收集口和废料出口。

4.如权利要求3所述的一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：所述上腔体框架和所述下腔体框架侧边还开有线束口。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：所述上支撑框架和所述下支撑框架四周相互对应设置有若干梯形突出，所述梯形突出上开有螺纹孔，用于所述螺丝穿过与所述螺帽配合固定。

6.如权利要求5所述的一种太阳能析氢装置单元，其特征在于：上下支撑框架四周的梯形凸起上下左右互不对称。

技术总结
本技术涉及新能源制备技术领域，具体涉及一种太阳能析氢装置单元。包括催化析氢核心板，所述催化析氢核心板上方依次设置有上腔体框架、耐腐蚀挡板和上支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成上腔体，其下端依次设置有下腔体框架、耐腐蚀挡板和下支撑框架且相互之间均通过垫圈密封形成下腔体，所述上支撑框架上方固定有太阳能电池板，所述上支撑框架和所述下支撑框架通过螺丝和螺帽固定成型。本技术的装置省略了电能的储存和运输环节，将太阳能转化为电能后立即转化为化学能裂解水的过程，通过在催化析氢核心板上开孔并设置有质子交换膜，既实现电流通路，而且密封性好，可完全隔绝两侧的气体。

技术研发人员：井华,谷文,李威
受保护的技术使用者：苏州欣纳微智能科技有限公司
技术研发日：20210604
技术公布日：2024/1/12