[实用新型]一种氢气能源制备并提纯的工作系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及新型能源领域，特别涉及一种以太阳光为能源催化分解水产生氢气和氧气混合气体并分离提纯氢气的工作系统。

背景技术

能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而随着世界经济持续、高速地发展，能源短缺、环境污染以及生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。人类使用的化石燃料能源，生物质能，风能以及水能都归根结底来自于太阳能。目前太阳能电站能从一定程度上缓解能源危机，但太阳能光伏发电的效率还很低，电力升压降压变换过程和远程传输都存在大量的能量损耗，势必使太阳能的利用率大打折扣，且储能元件的功率密度低和放电效率低等瓶颈问题大大限制了其发展。

氢气在二十一世纪可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源，可以利用取之不尽用之不竭的太阳能光解水获得。太阳能光解水制氢的效率一旦获得突破，氢能将会在世界范围内迅速普及。一方面是由于太阳能制氢的制备环境适应性好。只要日光和水源比较充足的地区都可以实施这一项目。另一方面是由于氢能使用起来非常方便。既可以使用传统的氢气内燃机燃烧做功，又可以使用燃料电池发电。这样不但可以避免太阳能发电时存在的转换输送损耗，还能避免太阳能电力对送电网络的依赖，使氢气可以像石油一样方便使用。再者，氢能几乎是真正的零排放能源。氢气氧化后产生无任何污染的水，氢能的利用不会污染环境。随着未来化石能源耗尽时代的临近，太阳能光解水制氢的研究越来越具有重要的战略意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自化动程度高、运行成本低、可靠性高的以太阳光为能源催化分解水产生氢气和氧气的混合气体，并根据密度法分离提纯氢气的工作系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种氢气制备并提纯的工作系统，包括主要由一个透明玻璃光解槽组成的制备系统、主要由一个透明玻璃集气瓶组成的中转系统和主要由一个分离沉淀室组成的分离系统；

所述透明玻璃光解槽通过带有进水管道阀门的进水管道添加水量,所述透明玻璃光解槽内壁的上端设置有一个上限水位传感器，所述透明玻璃光解槽内壁的下端设置有一个下限水位传感器，所述透明玻璃光解槽底部放置盛放光解催化剂的塑料盘，所述透明玻璃光解槽壁面的下端设置有密封良好的端盖，所述透明玻璃光解槽的出气总管通过一个三通阀连接第一气体管道和弯管，所述弯管内壁设置一个弯管水位传感器，所述弯管水位传感器安装在所述三通阀上方；

所述透明玻璃光解槽与所述透明玻璃集气瓶之间经第一气体管道相连通，在所述第一气体管道上安装有第一气体管道阀门，所述透明玻璃集气瓶的顶盖由第一活塞构成，所述透明玻璃集气瓶的外壁的上端安装有上位光敏传感器，所述透明玻璃集气瓶的外壁的下端安装有下位光敏传感器，控制器可以通过所述两个限位光敏传感器检测到第一活塞的上下移动位置；

所述透明玻璃集气瓶与所述分离沉淀室之间经第二气体管道相连，在所述第二气体管道上安装有第二气体管道阀门，所述分离沉淀室被带孔上金属隔板和带孔下金属隔板分隔为上室、中室和下室三部分，所述带孔上金属隔板的下端设置有用来闭合通气孔的第一蝴蝶挡板，所述带孔下金属隔板的上端设置有用来闭合通气孔的第二蝴蝶挡板，所述分离沉淀室的上端盖由第二 活塞构成，所述分离沉淀室的下端盖由第三活塞构成，所述分离沉淀室的上室的底端设置氢气管道，所述氢气管道上设置有氢气管道阀门，所述分离沉淀室的下室的顶端设置氧气管道，所述氧气管道上设置有氧气管道阀门。

本实用新型的有益效果是：该氢气制备并提纯的工作系统利用简便的结构就能排出透明玻璃光解槽中混入的空气，并能利用密度法提纯制备的氢气和氧气，低成本实现氢气能源供应。本系统的制作成本低，安全稳定，容易控制，易于在阳光充足的地点大规模推广使用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作如下改进：

进一步，所述弯管内壁的水位传感器与所述三通阀的垂直距离等于阀芯尺寸和翻转时水柱泄露尺寸之和。采用上述进一步方案的有益效果是作为一种排空气的优选实现方法，简单方便，易于实现，成本低。

进一步，设定氢气和氧气的标准分界面为距离所述分离沉淀室的顶端2/3的位置。采用上述进一步方案的有益效果是便于布置所述分离沉淀室的中室位置，作为一种结构的优选实现方法，简单方便，易于实现。