[发明专利]基于透光型光热化学循环材料的太阳能分级分质利用方法

权利要求书

1.一种基于透光型光热化学循环材料的太阳能分级分质利用方法，其特征在于，是通过区分太阳光的波段以实现太阳能的分级分质利用，具体包括：在透明石英反应器内设置TiO₂基材料，在反应器与导热腔体之间设置金属陶瓷复合材料；在TiO₂基材料和紫外可见光波的作用下，CO₂和H₂O混合气发生光热化学循环反应，生成碳氢燃料后被送至分离设备；金属陶瓷复合材料利用透过TiO₂基材料的红外波段进行集热，并将热量传导至导热腔体，吸热后的导热介质被送至储罐或换热设备；

所述TiO₂基材料是以化学气相沉积法生长于透明石英片上，然后置于反应器底部；金属陶瓷复合材料是涂覆在不锈钢基底上，然后紧密贴合在反应器与导热腔体之间； 通过控制导热腔体中导热介质的流量，维持石英反应器中光热化学反应的温度为200~600℃；

该方法具体包括以下步骤：

（1）将CO₂原料气引入装有H₂O的鼓泡器，排出的CO₂和H₂O混合气经气体流量计后进入石英反应器；通过改变CO₂温度或由通气旁路添加纯CO₂的方式，保证进入石英反应器的CO₂和H₂O混合气中，CO₂和H₂O的质量比例在100∶1；

（2）在石英反应器中，CO₂和H₂O混合气在200~600℃、常压和全光谱光照条件下，与TiO₂基材料接触并发生光热化学循环反应，生成碳氢燃料；

该过程中涉及的化学反应方程式为：

1/xTiO₂→ 1/x TiO_2-x + 1/2 O₂

1/x TiO_2-x + CO₂ → 1/xTiO₂ +CO

1/x TiO_2-x + H₂O → 1/xTiO₂ +H₂

反应产物经过气液分离后得到气体产物和液体产物；

（3）在光热化学循环反应过程中，利用循环泵向导热腔体中引入导热介质；金属陶瓷复合材料吸收的热量传导至导热腔体，与其中流动的导热介质进行热量交换；通过控制导热介质的流量保证光热化学反应温度维持在200~600℃，吸收光热后的导热介质被送至储罐或换热设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导热介质是熔融盐或导热油。