太阳能光化分解水制氢设备

『壹』 太阳能的用途有那些

太阳能的用途主要体现在光热利用、发电利用、光化利用和燃油利用方面。

1、光热利用

将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器四种。

2、发电利用

太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太阳能灯具，太阳能建筑等领域。

3、光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。

4、燃油利用

利用集中式太阳光线聚集产生的高温能量，辅之金属氧化物材料添加剂，在自行设计开发的太阳能高温反应器内将水和二氧化碳转化成合成气。将余热的高温合成气转化成可商业化应用于市场的“太阳能”燃油成品。

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一、太阳能的优点

1、无枯竭危险，根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

2、安全可靠，无噪声，无污染排放外，具有环保优势。

3、不受资源分布地域的限制，安装在建筑屋面同时美观的优势。

4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。

5、建设周期短，获取能源花费的时间短。

二、太阳能的缺点

1、太阳能的利用设备必须具有相当大的面积。

2、太阳能的应用受气候、昼夜的影响。

3、技术限制，导致能源利用率不高，效率低下，且设备投资较高。

4、使用太阳能蓄电的蓄电池也会带来很大污染。

『贰』 太阳能热水器的工作原理

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

吸热过程

真空管式热水器的吸热时，太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。

平板式热水器，一般为分体式热水器，介质则在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换（夹套或盘管）将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。

循环管路

家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力（称为顶水）提供动力。而太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。

使用过程

平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。

1. 温差控制集热循环

太阳能热水地暖系统中有集热器温测器和水温感应器，集热系统吸收太阳能辐射后，集热管温度上升，当集热器温度和水箱温度水温差△t设定值时，检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，水被加热后再回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。

2. 地暖管道循环系统

增加一台热水循环泵，通过控制器控制地暖管道循环。当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室内循环，从而使室内温度不断提高。当水箱水温低于某一设定值时，自动停止地暖管道循环泵。

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太阳能的利用

太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是一种可再生能源，广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，生物质能，潮汐能、水的势能等等。太阳能利用的基本方式可分为光—热利用、光—电利用、光—化学利用、光—生物利用四类。在四类太阳能利用方式中，光—热转换的技术最成熟，产品也最多，成本相对较低。

如：太阳能热水器、开水器、干燥器、太阳灶、太阳能温室、太阳房、太阳能海水淡化装置以及太阳能采暖和制冷器等。太阳能光热发电比光伏发电的太阳能转化效率较高，但应用还不普遍。在光热转换中，当前应用范围最广、技术最成熟、经济性最好的是太阳能热水器的应用。

光热利用：它是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。太阳能发电：未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式主要有两种：

①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

②光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。

光化利用：这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。

光生物利用：通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

『叁』 太阳能制氢有几种方式哪种方式最理想

太阳能-热能转换

黑色吸收面吸收太阳辐射，可以将太阳能转换成热能，其吸收性能好，但辐射热损失大，所以黑色吸收面不是理想的太阳能吸收面。选择性吸收面具有高的太阳吸收比和低的发射比，吸收太阳辐射的性能好，且辐射热损失小，是比较理想的太阳能吸收面。这种吸收面由选择性吸收材料制成，简称为选择性涂层。它是在本世纪40年代提出的，1955年达到实用要求，70年代以后研制成许多新型选择性涂层并进行批量生产和推广应用，目前已研制成上百种选择性涂层。我国自70年代开始研制选择性涂层，取得了许多成果，并在太阳集热器上广泛使用，效果十分显著。

太阳能-电能转换

电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础，世界各国都十分重视，其转换途径很多，有光电直接转换，有光热电间接转换等。这里重点介绍光电直接转换器件--太阳电池。世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然大高。

目前，世界上太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6％（4cm2）， InGaP／GaAs双结电池30．28％（AM1），非晶硅电池14．5％（初始）、12．8（稳定），碲化镉电池15．8％， 硅带电池14．6％，二氧化钛有机纳米电池10．96％。

我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20．4％（2cm×2cm），多晶硅电池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs电池 20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge电池19．5％（AM0），CulnSe电池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13．6％ （lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm）， 二氧化钛纳米有机电池10％（1cm×1cm）。

太阳能-氢能转换

氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能，即太阳能制氢，其主要方法如下：

1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能量利用而言得不偿失。所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。

2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度，一般不采用这种方法制氢。

3、太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温，发展了一种热化学循环制氢方法，即在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K，这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要问题是中间物的还原，即使按99．9％-99． 99％还原，也还要作 0.1％-0.01％的补充，这将影响氢的价格，并造成环境污染。

4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长 波光能的吸收，利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综 合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。

5、太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极，而以铂黑作阴极，制成太阳能光电化学电池，在太阳光照射下，阴极产生氢气，阳极产生氧气，两电极用导线连接便有电流通过，即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视， 认为是太阳能技术上的一次突破。但是，光电化学电池制氢效率很低，仅0．4％，只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光，且电极易受腐蚀，性能不稳定，所以至今尚未达到实用要求。

6、太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来，科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力，并从络合催化电荷转移反应，提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂，它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结，并通过一系列偶联过程，最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟，研究工作正在继续进行。

7、生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。

太阳能-生物质能转换

通过植物的光合作用，太阳能把二氧化碳和水合成有机物（生物质能）并放出氧气。光合作用是地球上最大规模转换太阳能的过程，现代人类所用燃料是远古和当今光合作用固定的太阳能，目前，光合作用机理尚不完全清楚，能量转换效率一般只有百分之几，今后对其机理的研究具有重大的理论意义和实际意义。

太阳能-机械能转换

20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代，前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆，在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接转换成机械能。科学家估计，在未来10～20年内，太阳帆设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中间过程进行间接转换。

『肆』 太阳能制氢的光催化法制氢

半导体TiO2及过渡金属氧化物、层状金属化合物，如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等，以及能利用可见光的催化材料，如CdS、Cu-ZnS等，都能在一定的光照条件下，催化分解水，从而产生氢气。然而到目前为止，利用催化剂光解水的效率还很低，只有1% ～2%。已经研究过的用于光解水的氧化还原催化体系主要有半导体体系和金属配合物体系两种，其中以半导体体系的研究最为深入。 半导体光催化在原理上类似于光电化学池，细小的光半导体颗粒可以被看作是一个个微电极悬浮在水中，他们像光阳极一样在起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开，甚至阴极也被设想是在同一粒子上，水分解成氢气和氧气的反应同时发生。当小于387nm 的紫外光照射到TiO2时，价带上电子吸收能量后发生跃迁到导带，在价带和导带分别产生了空穴与电子，吸附在TiO2的水分子被氧化性很强的空穴氧化成为氧气，同时产生的氢离子在电解液中迁移后被电子还原成为氢气。和光电化学池比较，半导体光催化分解水放氢的反应大大简化，但通过光激发在同一个半导体微粒上产生的电子空穴对极易复合。因此为了抑制氢和氧的逆反应及光激发半导体产生的电子和空穴的再结合，可加入电子给体作为空穴清除剂，以提高放氢效率。废水中许多有机物是良好的电子给体，如果把废水处理与光催化制氢结合起来，可同时实现太阳能制氢和太阳能去污 。

『伍』 关于太阳能的奇思妙想有哪些（说出它的功能和特点，名称，最好附带图片，谢谢）

太阳能发电。分为光伏发电和光热发电。 ①光伏发电（光—电转换）。利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能光电板、电池。②光热发电（光—热—电转换）。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能将水加热为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。
太阳能海水淡化。人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
太阳能果蔬干燥。是利用太阳能干燥设备，加热空气，对工业及农副产品进行干燥作业。
太阳能温水养殖。

『陆』 水制氢中冷却机有哪些

水制氢就是电解水制氢气，冷却机、冷水机选择要根据设备来选择，如果是电解回纯水可用低于答30度左右的水来冷却，就是控制电解液温度，最后控制反应状况，冷水机比较好用些，不用水塔，深圳凯德利的牌子，有风冷的水冷的，

『柒』 人们利用太阳能研制出了哪些产品

人类利用太阳能有三个途径：光热转换、光电转换和光化转换。

一、光热转换

光热转换即靠各种集热器把太阳能收集起来，用收集到的热能为人类服务。
早期最广泛的太阳能应用是将水加热，现今全世界已有数百万个太阳能热水装置。太阳能热水系统主要包括收集器、储存装置及循环管路三部分。
利用太阳能作冬天采暖之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，
室内必须有暖气设备，若要节省化石能源的消耗，可设法利用太阳能。大多数太阳能暖房使用热水系统，也有使用热空气系统的例子。太阳能暖房系统由太阳能收集器、热存储装置、辅助能源系统及室内暖房风扇系统组成。太阳辐射热经过收集器内的工作流体储存，然后向房间供热。
目前，美国已兴建100多万个主动式太阳能采暖系统和超过25万个依靠冷热空气自然流动的被动式太阳能住宅。

二、光电转换

光电转换即将太阳能转换成电能。目前，太阳能用于发电的途径有二：一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成热能，再通过汽轮机将热能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为电能。
太阳能电池的主要原理是：通过使用半导体材料，将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流，可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。目前，太阳能电池的成本还较高，要达到足够的功率，需要相当大的面积放置电池。
1953年，美国贝尔实验室研制出世界上第一个硅太阳能电池，转换效率为0。5％，1994年太阳能电池的转换效率已提高到17％。

三、光化转换

光化转换即先将太阳能转换成化学能，再转换为电能等其他能量。我们知道，植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍，若能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电。目前，太阳能光化转换正在积极探索、研究中。

『捌』 制氢的关键技术

各位老师好，太阳能光催化分解水制氢是实现太阳能光-化学转化的重要反应，被认为是化学领域的一个“圣杯”式的反应。如果您在太阳能分解水制氢实验和其它光催化实验中感觉技术遇到天花板，制氢效率和光催化效率很难继续提高，那么不妨改变一下思路，用高倍聚焦碟式太阳能聚光器作为光源，肯定会为您的实验开启一片新天地。碟式太阳能聚光器利用抛物面聚焦原理，把大面积分散的太阳光聚焦到很小面积，形成高密度焦斑。焦斑的光密度可以做到几千倍太阳光，可以产生上千摄氏度的高温。碟式太阳能聚光器作为光源用在分解水制氢实验上，随着光密度的提高，可以产生从量变到质变的飞跃，极大提高实验效率。由于碟式太阳能聚光器提供的是非模拟自然光源，所以更加具备实验价值和实用价值。
为了配合国内外高校和科研院所在太阳能直接热分解水制氢、太阳能热化学分解水制氢、太阳能光电分解水制氢等实验方面的需求，我们推出两款碟式太阳能制氢实验平台。其中一款为普通型，另外一款为超精度型。还可以根据老师们的需要定制不同规格参数的碟式聚光器，并且可以按照实验要求定制各类异型制氢实验设备。
1，普通型 聚光镜口径220cm，聚焦比1900，焦斑最小直径5㎝，焦斑最高温度1600℃左右，焦斑额定光功率2.8KW，自动跟踪太阳精度0.01°~0.06° ，抗风12级。
2，超精度型 聚光镜口径200cm，聚焦比5000，焦斑最小直径2.8㎝，焦斑最高温度3000℃左右，焦斑额定光功率2.4KW，自动跟踪太阳精度0.01°~0.06°，抗风12级。

『玖』 太阳能分解水制氢气是理想的制氢方法吗

电解水可以制取氢气，但是要消耗大量的电能；利用太阳能分解水制氢气是一种比较理想的方法．故填：利用太阳能分解水制氢气．
氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置．故填：化学．

『拾』 太阳能制氢技术上市公司

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。对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。
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，
在传统的制氢方法中，化石燃料制取的氢占全球的90%以上。化石燃料制氢主要以蒸汽转化和变压吸附相结合的方法制取高纯度的氢。利用电能电解水制氢也占有一定的比例。太阳能制氢是近30～40年才发展起来的。对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。
拓展资料
氢能源作为清洁能源，对“碳达峰”和“碳中和”的实现起到重要作用，也是推动能源体系绿色低碳转型的重点。氢能源产业主要包含制氢、储运氢、加氢三大领域，其中制氢包括氢气制取、氢气液化、氢气纯化等制取相关环节;储运氢包括气态储运、液态储运等储存运输环节;加氢主要涉及加氢站建设、压缩机等加氢设备。

在各产业链环节中，制取氢气是产业发展的基础。目前，我国制取氢气的上市公司主要为能源化工等领域的公司布局发展，其中中国石化是领域中的龙头。本文在对氢能源产业链上市公司汇总的基础上，将从氢气制取上市公司的业务布局、业绩对比及业务规划进行全方位对比。

氢能源产业上市公司汇总

氢能源作为清洁能源，对“碳达峰”和“碳中和”的实现起到重要作用，也是推动能源体系绿色低碳转型的重点。目前，我国氢能源产业的上市公司数量较多，分布在各产业链环节。