太陽能光化分解水制氫設備

『壹』 太陽能的用途有那些

太陽能的用途主要體現在光熱利用、發電利用、光化利用和燃油利用方面。

1、光熱利用

將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器四種。

2、發電利用

太陽能發電廣泛用於太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能攜帶型系統，太陽能移動電源，太陽能應用產品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建築等領域。

3、光化利用

這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。

4、燃油利用

利用集中式太陽光線聚集產生的高溫能量，輔之金屬氧化物材料添加劑，在自行設計開發的太陽能高溫反應器內將水和二氧化碳轉化成合成氣。將余熱的高溫合成氣轉化成可商業化應用於市場的「太陽能」燃油成品。

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一、太陽能的優點

1、無枯竭危險，根據太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

2、安全可靠，無雜訊，無污染排放外，具有環保優勢。

3、不受資源分布地域的限制，安裝在建築屋面同時美觀的優勢。

4、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電。

5、建設周期短，獲取能源花費的時間短。

二、太陽能的缺點

1、太陽能的利用設備必須具有相當大的面積。

2、太陽能的應用受氣候、晝夜的影響。

3、技術限制，導致能源利用率不高，效率低下，且設備投資較高。

4、使用太陽能蓄電的蓄電池也會帶來很大污染。

『貳』 太陽能熱水器的工作原理

太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，真空管式太陽能熱水器為主，占據國內95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關附件組成，把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環而達到所需熱水。

吸熱過程

真空管式熱水器的吸熱時，太陽輻射透過真空管的外管，被集熱鍍膜吸收後沿內管壁傳遞到管內的水。管內的水吸熱後溫度升高，比重減小而上升，形成一個向上的動力，構成一個熱虹吸系統。隨著熱水的不斷上移並儲存在儲水箱上部，同時溫度較低的水沿管的另一側不斷補充如此循環往復，最終整箱水都升高至一定的溫度。

平板式熱水器，一般為分體式熱水器，介質則在集熱板內因熱虹吸自然循環，將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內，水箱內通過熱交換（夾套或盤管）將熱量傳送給冷水。介質也可通過泵循環實現熱量傳遞。

循環管路

家用太陽能熱水器通常按自然循環方式工作，沒有外在的動力。真空管式太陽能熱水器為直插式結構，熱水通過重力作用提供動力。平板式太陽能熱水器通過自來水的壓力（稱為頂水）提供動力。而太陽能集中供熱系統均採用泵循環。由於太陽能熱水器集熱面積不大，考慮到熱能損失，一般不採用管道循環。

使用過程

平板式太陽能熱水器為頂水方式工作，真空管太陽能熱水器也可實行頂水工作的方式，水箱內可以採用夾套或盤管方式。頂水工作的優點是供水壓力為自來水壓力，比自然重力式壓力大，尤其是安裝高度不高時，其特點是使用過程中水溫先高後低，容易掌握，使用者容易適應，但是要求自來水保持供水能力。頂水工作方式的太陽能熱水器比重力式熱水器成本大，價格高。

1. 溫差控制集熱循環

太陽能熱水地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器，集熱系統吸收太陽能輻射後，集熱管溫度上升，當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時，檢測系統發出指令，循環泵將中央熱水器中的冷水輸入集熱器中，水被加熱後再回到水箱中，使水箱內的水達到設定的溫度。

2. 地暖管道循環系統

增加一台熱水循環泵，通過控制器控制地暖管道循環。當水溫達到設定溫度時，自動啟動地暖循環泵，使高溫水通過地暖盤管在室內循環，從而使室內溫度不斷提高。當水箱水溫低於某一設定值時，自動停止地暖管道循環泵。

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太陽能的利用

太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，太陽能是一種可再生能源，廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，生物質能，潮汐能、水的勢能等等。太陽能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學利用、光—生物利用四類。在四類太陽能利用方式中，光—熱轉換的技術最成熟，產品也最多，成本相對較低。

如：太陽能熱水器、開水器、乾燥器、太陽灶、太陽能溫室、太陽房、太陽能海水淡化裝置以及太陽能採暖和製冷器等。太陽能光熱發電比光伏發電的太陽能轉化效率較高，但應用還不普遍。在光熱轉換中，當前應用范圍最廣、技術最成熟、經濟性最好的是太陽能熱水器的應用。

光熱利用：它是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。太陽能發電：未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式主要有兩種：

①光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，後一過程為熱—電轉換。

②光—電轉換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。

光化利用：這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。

光生物利用：通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

『叄』 太陽能制氫有幾種方式哪種方式最理想

太陽能-熱能轉換

黑色吸收面吸收太陽輻射，可以將太陽能轉換成熱能，其吸收性能好，但輻射熱損失大，所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比，吸收太陽輻射的性能好，且輻射熱損失小，是比較理想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料製成，簡稱為選擇性塗層。它是在本世紀40年代提出的，1955年達到實用要求，70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用，目前已研製成上百種選擇性塗層。我國自70年代開始研製選擇性塗層，取得了許多成果，並在太陽集熱器上廣泛使用，效果十分顯著。

太陽能-電能轉換

電能是一種高品位能量，利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重要技術基礎，世界各國都十分重視，其轉換途徑很多，有光電直接轉換，有光熱電間接轉換等。這里重點介紹光電直接轉換器件--太陽電池。世界上，1941年出現有關硅太陽電池報道，1954年研製成效率達6％的單晶硅太陽電池，1958年太陽電池應用於衛星供電。在70年代以前，由於太陽電池效率低，售價昂貴，主要應用在空間。70年代以後，對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究，在提高效率和降低成本方面取得較大進展，地面應用規模逐漸擴大，但從大規模利用太陽能而言，與常規發電相比，成本仍然大高。

目前，世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶硅電池24％（4cm2)，多晶硅電池18.6％（4cm2）， InGaP／GaAs雙結電池30．28％（AM1），非晶硅電池14．5％（初始）、12．8（穩定），碲化鎘電池15．8％， 硅帶電池14．6％，二氧化鈦有機納米電池10．96％。

我國於1958年開始太陽電池的研究，40多年來取得不少成果。目前，我國太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶硅電池20．4％（2cm×2cm），多晶硅電池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs電池 20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜電池13．6％ （lcm×1cm，非活性硅襯底），非晶硅電池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm）， 二氧化鈦納米有機電池10％（1cm×1cm）。

太陽能-氫能轉換

氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能，即太陽能制氫，其主要方法如下：

1、太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高（75％-85％），但耗電大，用常規電制氫，從能量利用而言得不償失。所以，只有當太陽能發電的成本大幅度下降後，才能實現大規模電解水制氫。

2、太陽能熱分解水制氫。將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度，一般不採用這種方法制氫。

3、太陽能熱化學循環制氫。為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫，發展了一種熱化學循環制氫方法，即在水中加入一種或幾種中間物，然後加熱到較低溫度，經歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環使用。熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K，這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要問題是中間物的還原，即使按99．9％-99． 99％還原，也還要作 0.1％-0.01％的補充，這將影響氫的價格，並造成環境污染。

4、太陽能光化學分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質作催化劑，增加對陽光中長 波光能的吸收，利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性，設計了一套包括光化學、熱電反應的綜 合制氫流程，每小時可產氫97升，效率達10％左右。

5、太陽能光電化學電池分解水制氫。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極，而以鉑黑作陰極，製成太陽能光電化學電池，在太陽光照射下，陰極產生氫氣，陽極產生氧氣，兩電極用導線連接便有電流通過，即光電化學電池在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視， 認為是太陽能技術上的一次突破。但是，光電化學電池制氫效率很低，僅0．4％，只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩定，所以至今尚未達到實用要求。

6、太陽光絡合催化分解水制氫。從1972年以來，科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力，並從絡合催化電荷轉移反應，提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑，它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電荷轉移和集結，並通過一系列偶聯過程，最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟，研究工作正在繼續進行。

7、生物光合作用制氫。40多年前發現綠藻在無氧條件下，經太陽光照射可以放出氫氣；十多年前又發現，蘭綠藻等許多藻類在無氧環境中適應一段時間，在一定條件下都有光合放氫作用。目前，由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，要實現工程化產氫還有相當大的距離。據估計，如藻類光合作用產氫效率提高到10％，則每天每平方米藻類可產氫9克分子，用5萬平方公里接受的太陽能，通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。

太陽能-生物質能轉換

通過植物的光合作用，太陽能把二氧化碳和水合成有機物（生物質能）並放出氧氣。光合作用是地球上最大規模轉換太陽能的過程，現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能，目前，光合作用機理尚不完全清楚，能量轉換效率一般只有百分之幾，今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。

太陽能-機械能轉換

20世紀初，俄國物理學家實驗證明光具有壓力。20年代，前蘇聯物理學家提出，利用在宇宙空間中巨大的太陽帆，在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進，將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計，在未來10～20年內，太陽帆設想可以實現。通常，太陽能轉換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉換。

『肆』 太陽能制氫的光催化法制氫

半導體TiO2及過渡金屬氧化物、層狀金屬化合物，如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等，以及能利用可見光的催化材料，如CdS、Cu-ZnS等，都能在一定的光照條件下，催化分解水，從而產生氫氣。然而到目前為止，利用催化劑光解水的效率還很低，只有1% ～2%。已經研究過的用於光解水的氧化還原催化體系主要有半導體體系和金屬配合物體系兩種，其中以半導體體系的研究最為深入。 半導體光催化在原理上類似於光電化學池，細小的光半導體顆粒可以被看作是一個個微電極懸浮在水中，他們像光陽極一樣在起作用，所不同的是它們之間沒有像光電化學池那樣被隔開，甚至陰極也被設想是在同一粒子上，水分解成氫氣和氧氣的反應同時發生。當小於387nm 的紫外光照射到TiO2時，價帶上電子吸收能量後發生躍遷到導帶，在價帶和導帶分別產生了空穴與電子，吸附在TiO2的水分子被氧化性很強的空穴氧化成為氧氣，同時產生的氫離子在電解液中遷移後被電子還原成為氫氣。和光電化學池比較，半導體光催化分解水放氫的反應大大簡化，但通過光激發在同一個半導體微粒上產生的電子空穴對極易復合。因此為了抑制氫和氧的逆反應及光激發半導體產生的電子和空穴的再結合，可加入電子給體作為空穴清除劑，以提高放氫效率。廢水中許多有機物是良好的電子給體，如果把廢水處理與光催化制氫結合起來，可同時實現太陽能制氫和太陽能去污 。

『伍』 關於太陽能的奇思妙想有哪些（說出它的功能和特點，名稱，最好附帶圖片，謝謝）

太陽能發電。分為光伏發電和光熱發電。 ①光伏發電（光—電轉換）。利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能光電板、電池。②光熱發電（光—熱—電轉換）。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能將水加熱為工質的蒸汽，然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，後一過程為熱—電轉換。
太陽能海水淡化。人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統被動式太陽能蒸餾系統的例子就是盤式太陽能蒸餾器，人們對它的應用有了近150年的歷史。由於它結構簡單、取材方便，至今仍被廣泛採用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中於材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比，太陽能具有安全、環保等優點，將太陽能採集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術。太陽能海水淡化技術由於不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。
太陽能果蔬乾燥。是利用太陽能乾燥設備，加熱空氣，對工業及農副產品進行乾燥作業。
太陽能溫水養殖。

『陸』 水制氫中冷卻機有哪些

水制氫就是電解水制氫氣，冷卻機、冷水機選擇要根據設備來選擇，如果是電解回純水可用低於答30度左右的水來冷卻，就是控制電解液溫度，最後控制反應狀況，冷水機比較好用些，不用水塔，深圳凱德利的牌子，有風冷的水冷的，

『柒』 人們利用太陽能研製出了哪些產品

人類利用太陽能有三個途徑：光熱轉換、光電轉換和光化轉換。

一、光熱轉換

光熱轉換即靠各種集熱器把太陽能收集起來，用收集到的熱能為人類服務。
早期最廣泛的太陽能應用是將水加熱，現今全世界已有數百萬個太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。
利用太陽能作冬天採暖之用，在許多寒冷地區已使用多年。因寒帶地區冬季氣溫甚低，
室內必須有暖氣設備，若要節省化石能源的消耗，可設法利用太陽能。大多數太陽能暖房使用熱水系統，也有使用熱空氣系統的例子。太陽能暖房系統由太陽能收集器、熱存儲裝置、輔助能源系統及室內暖房風扇系統組成。太陽輻射熱經過收集器內的工作流體儲存，然後向房間供熱。
目前，美國已興建100多萬個主動式太陽能採暖系統和超過25萬個依靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅。

二、光電轉換

光電轉換即將太陽能轉換成電能。目前，太陽能用於發電的途徑有二：一是熱發電，就是先用聚熱器把太陽能變成熱能，再通過汽輪機將熱能轉變為電能；二是光發電，就是利用太陽能電池的光電效應，將太陽能直接轉變為電能。
太陽能電池的主要原理是：通過使用半導體材料，將較薄的N型半導體置於較厚的P型半導體上，當光子撞擊該裝置的表面時，P型和N型半導體的接合面有電子擴散產生電流，可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。目前，太陽能電池的成本還較高，要達到足夠的功率，需要相當大的面積放置電池。
1953年，美國貝爾實驗室研製出世界上第一個硅太陽能電池，轉換效率為0。5％，1994年太陽能電池的轉換效率已提高到17％。

三、光化轉換

光化轉換即先將太陽能轉換成化學能，再轉換為電能等其他能量。我們知道，植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧秘，便可實現人造葉綠素發電。目前，太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。

『捌』 制氫的關鍵技術

各位老師好，太陽能光催化分解水制氫是實現太陽能光-化學轉化的重要反應，被認為是化學領域的一個「聖杯」式的反應。如果您在太陽能分解水制氫實驗和其它光催化實驗中感覺技術遇到天花板，制氫效率和光催化效率很難繼續提高，那麼不妨改變一下思路，用高倍聚焦碟式太陽能聚光器作為光源，肯定會為您的實驗開啟一片新天地。碟式太陽能聚光器利用拋物面聚焦原理，把大面積分散的太陽光聚焦到很小面積，形成高密度焦斑。焦斑的光密度可以做到幾千倍太陽光，可以產生上千攝氏度的高溫。碟式太陽能聚光器作為光源用在分解水制氫實驗上，隨著光密度的提高，可以產生從量變到質變的飛躍，極大提高實驗效率。由於碟式太陽能聚光器提供的是非模擬自然光源，所以更加具備實驗價值和實用價值。
為了配合國內外高校和科研院所在太陽能直接熱分解水制氫、太陽能熱化學分解水制氫、太陽能光電分解水制氫等實驗方面的需求，我們推出兩款碟式太陽能制氫實驗平台。其中一款為普通型，另外一款為超精度型。還可以根據老師們的需要定製不同規格參數的碟式聚光器，並且可以按照實驗要求定製各類異型制氫實驗設備。
1，普通型 聚光鏡口徑220cm，聚焦比1900，焦斑最小直徑5㎝，焦斑最高溫度1600℃左右，焦斑額定光功率2.8KW，自動跟蹤太陽精度0.01°~0.06° ，抗風12級。
2，超精度型 聚光鏡口徑200cm，聚焦比5000，焦斑最小直徑2.8㎝，焦斑最高溫度3000℃左右，焦斑額定光功率2.4KW，自動跟蹤太陽精度0.01°~0.06°，抗風12級。

『玖』 太陽能分解水制氫氣是理想的制氫方法嗎

電解水可以製取氫氣，但是要消耗大量的電能；利用太陽能分解水制氫氣是一種比較理想的方法．故填：利用太陽能分解水制氫氣．
氫氧燃料電池是一種將化學能轉化為電能的裝置．故填：化學．

『拾』 太陽能制氫技術上市公司

利用太陽能生產氫氣的系統，有光分解制氫，太陽能發電和電解水組合制氫系統。太陽能制氫是近30～40年才發展起來的。對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術：熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。
利用太陽能生產氫氣的系統，有光分解制氫，太陽能發電和電解水組合制氫系統，
在傳統的制氫方法中，化石燃料製取的氫佔全球的90%以上。化石燃料制氫主要以蒸汽轉化和變壓吸附相結合的方法製取高純度的氫。利用電能電解水制氫也佔有一定的比例。太陽能制氫是近30～40年才發展起來的。對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術：熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。
拓展資料
氫能源作為清潔能源，對「碳達峰」和「碳中和」的實現起到重要作用，也是推動能源體系綠色低碳轉型的重點。氫能源產業主要包含制氫、儲運氫、加氫三大領域，其中制氫包括氫氣製取、氫氣液化、氫氣純化等製取相關環節;儲運氫包括氣態儲運、液態儲運等儲存運輸環節;加氫主要涉及加氫站建設、壓縮機等加氫設備。

在各產業鏈環節中，製取氫氣是產業發展的基礎。目前，我國製取氫氣的上市公司主要為能源化工等領域的公司布局發展，其中中國石化是領域中的龍頭。本文在對氫能源產業鏈上市公司匯總的基礎上，將從氫氣製取上市公司的業務布局、業績對比及業務規劃進行全方位對比。

氫能源產業上市公司匯總

氫能源作為清潔能源，對「碳達峰」和「碳中和」的實現起到重要作用，也是推動能源體系綠色低碳轉型的重點。目前，我國氫能源產業的上市公司數量較多，分布在各產業鏈環節。