一种人工光合作用反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于模拟自然界光合作用并存储光合作用生成的有机物的人工光合作用反应器，由反应场、流道以及透明封装膜组成，所说的反应场由内部嵌有反应酶的多孔材料制备而成，所说的流道设置在反应场内部，用于反应液流动，所说的透明封装膜与反应场外表面紧密贴合，用于阻止反应液泄露且使光线可透射入反应场。本实用新型产品具有设计合理、结构简单、能量利用率高、易于成型制造、重量轻、运输存储方便、适用范围广、便于推广使用等优点。
【专利说明】一种人工光合作用反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于新能源利用【技术领域】，涉及一种对太阳能进行能量转化并存储的反应器，具体涉及一种用于模拟自然界光合作用并存储光合作用生成的有机物的人工光合作用反应器。
【背景技术】
[0002]近年来，能源枯竭与环境污染问题日趋严重，已成为困扰世界的头等难题。产生上述问题的原因一个方面是由于社会生产力的快速发展对煤炭、石油等能源的需求迅速增大，能源需求量的增加速度远远高于其可再生速度，另一个方面则是因为化石能源的大量使用导致气候的变暖、环境污染，臭氧层空洞及温室效应。在过去多年中，人们一直在研究并探寻能够减少温室效应和环境污染的新能源，如水能、核能、太阳能、风能及生物能源等。其中生物能源不仅具有稳定性高、不受区域自然条件的限制、安全、清洁、环保等优点，更重要的是，相比以电力形式存储的水能、风能等能源，生物能源是可以化学态存储的能源，且生物能源的原料是可再生的，完全可以替代石油和煤。正因为此，生物能源的利用成为当今研究的热点。
[0003]目前，世界上生物能源中绿色植物光合作用以其高效率的转换太阳能、可产生稳定生物能、清洁无污染等诸多优点而显现出独特的优势。但是光合作用对太阳能利用率较低，这促使各国科学家致力寻找更为有效的途径来通过模拟自然界的光合作用来高效地利用太阳能，其中重要的研究方向之一就是人工光合作用。迄今为止，本领域对人工光合作用的研究多集中在模拟叶绿素吸收太阳能以及裂解水产生氏的过程方面，而对将太阳能直接高效地转化为碳水化合物进行存储方面的研究较少。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种设计合理、结构简单、能量利用率高、易于成型制造、重量轻、运输存储方便、适用范围广、便于推广使用的人工光合作用反应器。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种人工光合作用反应器，由反应场、流道以及透明封装膜组成，所说的反应场由内部嵌有反应酶的多孔材料制备而成，所说的流道设置在反应场内部，用于反应液流动，所说的透明封装膜与反应场外表面紧密贴合，用于阻止反应液泄露且使光线可透射入反应场。
[0007]上述人工光合作用反应器中，所说的反应场至少为一层，每层反应场内部均设置有用于反应液流动的流道，所说的流道至少包括一条贯穿整层反应场的一级流道。
[0008]上述人工光合作用反应器中，所说的反应场为片状，所说的流道包括一条一级流道，所说的一级流道的两侧均分布有多条二级流道，所说的二级流道的两侧均分布有多条
三级流道。[0009]上述人工光合作用反应器中，所说的一级流道为多条，各一级流道的起始端汇集于反应场的一端，各一级流道的终止端汇集于反应场的另一端。
[0010]上述人工光合作用反应器中，所说的反应场和所说的透明封装膜均为柔性可折叠结构。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]一、该人工光合作用反应器的设计合理、结构简单。通过模拟自然树叶结构或其他片状结构，利用内部嵌有反应酶的多孔材料制备光合作用反应场，在反应场内部的流道内输入反应液即可实现光合作用；
[0013]二、该人工光合作用反应器的能量利用率高。该反应器由于没有任何与生命有关的如吸收、消化、繁殖、生长和排泄等活动，所以它能获得较高的光合作用效率。
[0014]三、该人工光合作用反应器易于成型制造。该人工光合作用反应器可采用快速成型的方法制备，可以直接控制零件内部结构的成型，并能精密地满足特殊要求。
[0015]四、该人工光合作用反应器重量轻，运输存储方便。该人工光合作用反应器由多孔材料制备而成，因此重量轻，方便携带；另外制备反应器的多孔材料以及反应器外部封装材料具有柔性，使得该人工光合作用反应器可以折叠，运输存储方便。
[0016]五、该人工光合作用反应器可对人工光合作用产生的有机物进行存储，属于清洁高效可持续发展的能源利用方式，适用范围广，便于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0018]图2为本实用新型一种流道分布结构实施例的示意图。
[0019]图3为本实用新型另一种流道分布结构实施例的示意图。
[0020]附图中各数字标记分别是:1 一反应场，2 —流道，2-1 —一级流道，2-2 —二级流道，2_3 —二级流道，3 —透明封装膜。
【具体实施方式】
[0021]参见图1，本实用新型所述的人工光合作用反应器可用于模拟自然界光合作用并存储光合作用生成的有机物，它包括由内部嵌有反应酶的多孔材料制备的反应场1、设置在该反应场I内部用于使反应液流动的流道2以及用于阻止反应液泄露且使光线可透射的透明封装膜3，透明封装膜3与反应场I的外表面紧密贴合，反应场I和透明封装膜3均为柔性可折叠结构。
[0022]在本实用新型的实际应用结构中，反应场I至少为一层，每层反应场I内部均设置有用于反应液流动的流道2，所说的流道2至少包括一条贯穿整层反应场I的一级流道2-1。
[0023]实施例1
[0024]一种人工光合作用反应器，用于模拟自然界光合作用并存储光合作用生成的有机物，包括一层由内部嵌有反应酶的多孔材料制备的反应场1，反应场I为片状，在反应场I内部设置有贯穿整个反应场I的用于反应液流动的一级流道2-1，在反应场I外侧设置有用于阻止反应液泄露且光线可透射过的透明封装膜3，反应场I和透明封装膜3均为柔性可折叠结构。在本实施例中，设置于反应场I内部的流道2的结构如图2所示，它包括一条一级流道2-1，在一级流道2-1两侧均分布有多条二级流道2-2，在二级流道2-2的两侧均分布有多条二级流道2_3。
[0025]实施例2
[0026]如图3所示，实施例2与实施例1不同之处在于:所说的一级流道2-1为多条，各一级流道2-1的起始端汇集于反应场I的一端，各一级流道2-1的终止端汇集于反应场I
的另一端。
[0027]对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上的改变不应认为偏离了本实用新型保护的范围，任何在权利要求保护范围内的变形均落入本实用新型的保护范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种人工光合作用反应器，其特征在于:由反应场(I)、流道(2)以及透明封装膜(3)组成，所说的反应场(I)由内部嵌有反应酶的多孔材料制备而成，所说的流道(2)设置在反应场(I)内部，所说的透明封装膜(3)与反应场(I)外表面紧密贴合。
2.按照权利要求1所述的人工光合作用反应器，其特征在于:所说的反应场(I)至少为一层，每层反应场(I)内部均设置有用于反应液流动的流道(2)，所说的流道(2)至少包括一条贯穿整层反应场(I)的一级流道(2-1)。
3.按照权利要求1或2所述的人工光合作用反应器，其特征在于:所说的反应场(I)为片状，所说的流道(2)包括一条一级流道(2-1)，所说的一级流道(2-1)的两侧均分布有多条二级流道(2-2)，所说的二级流道(2-2)的两侧均分布有多条三级流道(2-3)。
4.按照权利要求2所述的人工光合作用反应器，其特征在于:所说的一级流道(2-1)为多条，各一级流道(2-1)的起始端汇集于反应场(I)的一端，各一级流道(2-1)的终止端汇集于反应场(I)的另一端。
5.按照权利要求1所述的人工光合作用反应器，其特征在于:所说的反应场(I)和所说的透明封装膜(3)均为柔性可折叠结构。
【文档编号】C12M1/00GK203569072SQ201320486536
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】杨来侠, 任秀彬, 高扬, 李涤尘, 宗学文, 张文明 申请人:西安科技大学