一种太阳能分解水制氢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能分解水制氢技术领域，具体涉及一种太阳能分解水制氢装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，随着人类对能源需求量的不断增加，化石能源将面临枯竭，与此同时，化石能源的使用也产生了严重的环境污染。因此，开发清洁可再生的新能源已迫在眉睫。
[0003]近年来，通过太阳能光催化分解水制氢的技术受到了人们的广泛关注，同时也被认为极有可能成为最终解决能源和环境问题的最佳途径，原因在于太阳能是取之不尽，用之不竭的能源，而且氢气被认为是21世纪最理想的新能源。目前，太阳能分解水制氢的方法可分为光催化悬浮粉末分解水制氢和光电化学分解水制氢。与光催化悬浮粉末分解水制氢相比，光电化学分解水制氢具有产物易分离，催化剂易回收等优点，从而成为研究热点。然而，当前光电化学分解水制氢过程中所使用的光源主要是氙灯，以此模拟太阳光。这样将存在一些问题，一方面是每次使用时都要使用光强计校正其强度，使之与实际太阳光强度相同，另一方面是氙灯价格昂贵而且寿命短，因此研发直接利用太阳能分解水制氢的装置显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能分解水制氢装置，该装置结构设计简单，易于安装，操作方便，能够全天候直接利用太阳能分解水制氢，而且该装置制造易取材，造价成本低，易于放大，适宜于大规模推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种太阳能分解水制氢装置，包括中空结构的底座，其特征在于:所述底座上安装有电机，所述底座内部设置有控制器和与所述控制器连接且用于驱动电机转动的电机驱动模块，所述电机的转轴上安装有转向器，所述转向器的输出轴上连接有太阳灶壳体支架，所述太阳灶壳体支架上固定安装有太阳灶壳体和位于所述太阳灶壳体内侧的反应器支架，所述反应器支架上固定安装有反应器，所述太阳灶壳体上设置有太阳光线跟踪传感器，所述太阳光线跟踪传感器的信号输出端与所述控制器相接，所述反应器的上部一侧开设有氢气出口管，所述反应器的上部另一侧开设有氧气出口管，所述反应器的上端设置有顶盖，所述反应器内部设置有隔离薄膜，所述反应器内靠近氧气出口管的一侧底部放置有负载有半导体光催化剂的工作电极，所述反应器内靠近氢气出口管的一侧底部放置有铂电极，所述工作电极与所述铂电极通过穿过隔离薄膜的导线相连接。
[0006]上述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述太阳光线跟踪传感器由顶部敞口且不透光的圆筒和均匀设置在圆筒内底部四周的四个光敏电阻构成，所述圆筒的内壁上设置有黑色涂料层，所述圆筒的外径为6cm?12cm，所述圆筒的高度为6cm?8cm。
[0007]上述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述控制器为内部集成有A/D转换器的单片机，四个所述光敏电阻的输出端均与A/D转换器的输入端连接，所述电机驱动模块与单片机的输出端连接。
[0008]上述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述反应器为圆柱体结构。
[0009]上述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述反应器支架为一体成型的倒三角形支架。
[0010]上述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述太阳灶壳体内侧壁上设置有镀铝反光膜层。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本实用新型结构设计简单，易于安装，操作方便，能够全天候直接利用太阳能分解水制氢，而且该装置制造易取材，造价成本低，易于放大，适宜于大规模推广使用。
[0013]2、本实用新型中通过光敏传感器和转向器的配合使用，能使反应器最大限度的接收太阳的直射，提高了太阳光的利用率，实现了全天候利用太阳能，从而大大提高了分解水制氢的效率。
[0014]3、本实用新型中反应器可采用透光性优良的石英玻璃制成，提高反应器内的光照强度，且使用时无需校正光强，使用寿命长，而且产物易分离。
[0015]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2本实用新型太阳光线跟踪传感器的结构示意图。
[0018]图3为图2的俯视图。
[0019]图4为本实用新型控制器与光敏电阻、电机驱动模块的电连接框图。
[0020]附图标记说明:
[0021]I —底座；2—转向器；3 —电机；
[0022]4—太阳灶壳体支架；5—太阳灶壳体；6—反应器支架；
[0023]7—反应器；8—氢气出口管；9一氧气出口管；
[0024]10—顶盖；11 一隔离薄膜；12—太阳光线跟踪传感器；
[0025]12-1—圆筒；12-2—光敏电阻；12_3—黑色涂料层；
[0026]13—单片机；H—A/D转换器；15—电机驱动模块；
[0027]16—镀铝反光膜层。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示的一种太阳能分解水制氢装置，包括中空结构的底座1，所述底座I上安装有电机3，所述底座I内部设置有控制器和与所述控制器连接且用于驱动电机3转动的电机驱动模块15，所述电机3的转轴上安装有转向器2，所述转向器2的输出轴上连接有太阳灶壳体支架4，所述太阳灶壳体支架4上固定安装有太阳灶壳体5和位于所述太阳灶壳体5内侧的反应器支架6，所述反应器支架6上固定安装有反应器7，所述太阳灶壳体5上设置有太阳光线跟踪传感器12，所述太阳光线跟踪传感器12的信号输出端与所述控制器相接，所述反应器7的上部一侧开设有氢气出口管8，所述反应器7的上部另一侧开设有氧气出口管9，所述反应器7的上端设置有顶盖10，所述反应器7内部设置有隔离薄膜11，所述反应器7内靠近氧气出口管9的一侧底部放置有负载有半导体光催化剂的工作电极，所述反应器7内靠近氢气出口管8的一侧底部放置有铂电极，所述工作电极与所述铂电极通过穿过隔离薄膜11的导线相连接。
[0029]如图2和图3所示，本实施例中，所述太阳光线跟踪传感器12由顶部敞口且不透光的圆筒12-1和均匀设置在圆筒12-1内底部四周的四个光敏电阻12-2构成，所述圆筒12-1的内壁上设置有黑色涂料层12-3，所述圆筒12-1的外径为6cm?12cm，所述圆筒12_1的高度为6cm?8cm，黑色涂料层12_3能够消除由于圆筒12内壁反射干扰太阳光线跟踪传感器的测试，提高了太阳光线跟踪精度。
[0030]如图4所示，本实施例中，所述控制器为内部集成有A/D转换器14的单片机13，四个所述光敏电阻12-2的输出端均与A/D转换器14的输入端连接，所述电机驱动模块15与单片机13的输出端连接。
[0031]本实施例中，所述反应器7为圆柱体结构。
[0032]本实施例中，所述反应器支架6为一体成型的倒三角形支架，结构牢固。
[0033]本实施例中，所述太阳灶壳体5内侧壁上设置有镀铝反光膜层16。
[0034]使用时，向反应器7中注入一定体积的水，然后用顶盖10将反应器7封闭，进一步可采用锡纸将反应器7的顶端及四周包裹起来，当太阳光汇聚到太阳灶壳体5后，通过镀铝反光膜层16将光反射至反应器7底端，光激发半导体光催化剂产生电子和空穴，光生空穴在半导体光催化剂表面氧化水产生氧气，相对应的光生电子则通过导线转移到铂电极表面还原水产生氢气，太阳光线跟踪传感器12能够检测到太阳光照射角度的变化，将信号传输给控制器，控制器则发出相应的激励信号给电机3，电机3驱动转向器2，最终带动太阳灶壳体5和反应器7全天候处于最佳吸收太阳能的角度，最大限度的利用太阳能分解水制氢。
[0035]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种太阳能分解水制氢装置，包括中空结构的底座(I)，其特征在于:所述底座(I)上安装有电机(3)，所述底座(I)内部设置有控制器和与所述控制器连接且用于驱动电机(3)转动的电机驱动模块(15)，所述电机(3)的转轴上安装有转向器(2)，所述转向器(2)的输出轴上连接有太阳灶壳体支架(4)，所述太阳灶壳体支架(4)上固定安装有太阳灶壳体(5)和位于所述太阳灶壳体(5)内侧的反应器支架￠)，所述反应器支架(6)上固定安装有反应器(7)，所述太阳灶壳体(5)上设置有太阳光线跟踪传感器(12)，所述太阳光线跟踪传感器(12)的信号输出端与所述控制器相接，所述反应器(7)的上部一侧开设有氢气出口管(8)，所述反应器(7)的上部另一侧开设有氧气出口管(9)，所述反应器(7)的上端设置有顶盖(10)，所述反应器(7)内部设置有隔离薄膜(11)，所述反应器(7)内靠近氧气出口管(9)的一侧底部放置有负载有半导体光催化剂的工作电极，所述反应器(7)内靠近氢气出口管(8)的一侧底部放置有铂电极，所述工作电极与所述铂电极通过穿过隔离薄膜(11)的导线相连接。2.按照权利要求1所述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述太阳光线跟踪传感器(12)由顶部敞口且不透光的圆筒(12-1)和均匀设置在圆筒(12-1)内底部四周的四个光敏电阻(12-2)构成，所述圆筒(12-1)的内壁上设置有黑色涂料层(12-3)，所述圆筒(12-1)的外径为6cm?12cm，所述圆筒(12-1)的高度为6cm?8cm。3.按照权利要求2所述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述控制器为内部集成有A/D转换器(14)的单片机(13)，四个所述光敏电阻(12-2)的输出端均与A/D转换器(14)的输入端连接，所述电机驱动模块(15)与单片机(13)的输出端连接。4.按照权利要求1所述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述反应器(7)为圆柱体结构。5.按照权利要求1所述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述反应器支架(6)为一体成型的倒三角形支架。6.按照权利要求1所述的一种太阳能分解水制氢装置，其特征在于:所述太阳灶壳体(5)内侧壁上设置有镀铝反光膜层(16)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能分解水制氢装置，包括中空结构的底座，所述底座上安装有电机，底座内部设置有控制器和电机驱动模块，电机的转轴上安装有转向器，转向器的输出轴上连接有太阳灶壳体支架，太阳灶壳体支架上固定安装有太阳灶壳体和反应器支架，反应器支架上固定安装有反应器，太阳灶壳体上设置有太阳光线跟踪传感器，反应器的上端设置有顶盖，反应器内部设置有隔离薄膜，反应器内一侧底部放置有负载有半导体光催化剂的工作电极，另一侧底部放置有铂电极。本实用新型结构设计简单，易于安装，操作方便，能够全天候直接利用太阳能分解水制氢，而且该装置制造易取材，造价成本低，易于放大，适宜于大规模推广使用。
【IPC分类】C25B1/04, C25B9/04
【公开号】CN204849044
【申请号】CN201520607141
【发明人】李远刚, 魏小亮, 李华静, 杨淑莉, 王荣荣, 冯娟, 周安宁
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月13日