一种基于飞艇平台的太阳能转化系统及使用方法与流程

1.本发明涉及可再生能源转化领域，更具体地，涉及到一种基于飞艇平台在空中实现利用太阳能驱动二氧化碳转化的系统。


背景技术：

2.以二氧化碳为代表的温室气体引起的环境问题已成为人们广泛关注的焦点。通常，使用可再生能源替换化石能源和还原二氧化碳被认为是减轻温室效应以及实现可持续发展的有效措施。
3.目前，二氧化碳的转化面临两个挑战，一是自然界中的二氧化碳浓度较低，且浓度分布不一；二是二氧化碳的转化过程需要消耗大量的能量，使用化石能源作为能量来源，不仅不符和经济效益，同时还会引起其他问题。这迫使研究者们寻求其他可再生能源作为二氧化碳转化的动力。
4.因此，需要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种高效的一种基于飞艇平台的太阳能转化系统及使用方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种基于飞艇平台的太阳能转化系统，包括太阳能电池板、二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、甲醇反应装置和水电解装置。
7.所述二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置和甲醇反应装置依次连接；
8.所述水电解装置和甲醇反应装置连接；
9.所述太阳能电池板与双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、水电解装置连接。
10.作为对本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统的改进：
11.飞艇包括所述舰体和吊舱；
12.所述太阳能电池板铺设在舰体的顶部；
13.所述二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、甲醇反应装置和水电解装置安装在吊舱中。
14.作为对本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统的改进：
15.所述太阳能电池板为双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、水电解装置以及新能源飞艇的驱动装置提供电能。
16.本发明还提供一种基于飞艇平台的太阳能转化系统使用方法，包括以下步骤：
17.飞艇充满浮升气后，在空气浮力和大气压力的共同作用下升空至设定的高度；
18.位于飞艇顶部的太阳能电池板在阳光照射下工作为飞艇的电池充电；电池为双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、水电解装置以及新能源飞艇的驱动装置提供电能。
19.空气经由进气口进入飞艇的吊舱装置，经过水气分离装置进行水气分离。水气分离后的空气中进入二氧化碳吸收装置，其中的二氧化碳被氢氧化钾溶液所吸收并富集，得到富集后的碳酸钾溶液，其余的部分排入空气；水气分离后的水分作为原料进入水电解装置中，经由二次电池电解，产生氢气和氧气；
20.富集后的碳酸钾溶液经过加压后进入双极膜电渗析装置，通过双极膜电渗析处理，得到氢氧化钾溶液和含有水气的二氧化碳气体，氢氧化钾溶液进入二氧化碳吸收装置再次循环使用；含有水气的二氧化碳气体进入二氧化碳电解装置中电解，二氧化碳被还原为一氧化碳和氧气；
21.将二氧化碳电解装置得到的一氧化碳以及水电解装置得到的氢气，共同加入到甲醇反应装置中，在催化剂的作用下反应生成甲醇。
22.作为对本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统使用方法的改进：
23.甲醇反应装置中加入的二氧化碳电解装置得到的一氧化碳以及水电解装置得到的氢气，两者的分子比为1:2。
24.作为对本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统使用方法的改进：
25.二氧化碳的还原过程以及水电解的氢气都需要经过加压处理，加压到5mpa；一氧化碳和氢气的反应需要的温度在250℃。
26.作为对本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统使用方法的改进：
27.当需要对飞艇的飞行状态做出及时调整时，飞艇气囊中充当浮升气体的可燃性气体，可作为备用燃料，直接进入驱动装置中，为飞艇提供充足、稳定的动能。
28.本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统及使用方法的技术优势为：
29.本发明提出利用飞艇作为空中移动平台，搭载转化装置，吸收空气中二氧化碳，利用太阳能驱动使其转化为有商业价值的化学产品。本发明使用燃料电池-太阳能组成的混合动力，为飞艇提供充足、稳定的动能。
附图说明
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
31.图1是本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统的结构示意图。
具体实施方式
32.下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
33.实施例1、一种基于飞艇平台的太阳能转化系统，应用于新能源飞艇，如图1所示，一种基于飞艇平台的太阳能转化系统包括太阳能电池板、二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、甲醇反应装置和水电解装置。
34.新能源飞艇包括所述舰体和吊舱；
35.舰体中充满氦气(或者氢气、甲烷或其他密度低于空气的气体)作为飞艇的浮升气体；
36.太阳能电池板铺设在舰体的顶部；
37.吊舱中装有转化装置，转化装置为利用太阳能转化的电能来还原二氧化碳的一套
艇载系统，转化装置包括二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、甲醇反应装置和水电解装置等。
38.二氧化碳吸收装置、双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置和甲醇反应装置依次连接；
39.水电解装置和甲醇反应装置连接；
40.本发明一种基于飞艇平台的太阳能转化系统的使用方法为：
41.太阳能电池板为双极膜电渗析装置、二氧化碳电解装置、水电解装置以及新能源飞艇的驱动装置提供电能。
42.首先，当飞艇充满浮升气后，在空气浮力和大气压力的共同作用下升空至设定的高度，该高度通常为当时测得的二氧化碳浓度较大的高度；
43.位于飞艇顶部的太阳能电池板在阳光照射下工作为飞艇携带的电池充电；
44.空气经由进气口进入飞艇的吊舱装置，经过水气分离装置进行水气分离。水气分离后的空气中进入二氧化碳吸收装置，其中的二氧化碳被氢氧化钾溶液所吸收并富集，得到富集后的碳酸钾溶液，其余的部分排入空气；水气分离后的水分作为原料进入水电解装置中，经由二次电池电解，产生氢气和氧气。
45.koh+co2→
k2co346.富集后的碳酸钾溶液经过加压后进入双极膜电渗析装置，通过双极膜电渗析处理，得到氢氧化钾溶液和含有水气的二氧化碳气体，氢氧化钾溶液进入二氧化碳吸收装置再次循环使用；含有水气的二氧化碳气体进入二氧化碳电解装置中电解，二氧化碳被还原为一氧化碳和氧气；双极膜电渗析得到的氢氧化钾溶液循环使用。
47.将二氧化碳电解装置得到的一氧化碳以及水电解装置得到的氢气(两者的分子比为1:2)，共同加入到甲醇反应装置中，在催化剂的作用下反应生成甲醇；催化剂可以使用含有cu基类催化剂，也可以使用其他催化剂；二氧化碳电解装置和水电解装置得到的氧气均为排放到空气中。二氧化碳的还原过程以及水电解的氢气都需要经过加压处理，约5mpa；一氧化碳和氢气的反应需要的温度在250℃。
48.co+h2→
ch3oh
49.本发明使用燃料电池-太阳能组成的混合动力，利用太阳能电池板得到的太阳能和飞艇气囊中存储的可燃性气体共同为飞艇的驱动装置供能。
50.如果气囊存储可燃性气体，利用可燃性气体作为燃料电池的燃料，如果为非可燃性气体，利用甲醇作为燃料。
51.当需要对飞艇的飞行状态做出及时调整时，飞艇气囊中充当浮升气体的可燃性气体，可作为备用燃料，直接进入驱动装置中，为飞艇提供充足、稳定的动能。
52.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。