[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

说明书

本发明涉及太阳能应用技术领域，旨在提供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。是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。本发明结合太阳能光利用和热利用技术，对全光谱太阳光进行波段划分利用；实现了太阳能分级分质利用，提高太阳能转化效率。整体技术提高能量利用效率，体现能量梯级利用理念，提高能量利用品质。

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着社会发展，人类对能源需求提高。当前，全球一次能源构成以化石燃料为主体。然而，化石燃料具有不可再生性，且使用过程中会污染环境。这促使人们寻找可再生且不污染环境的可再生能源。在众多可再生能源中，太阳能因具有费用低、来源广、不污染环境等优点而受人们关注。同时，人类发展进程中大量燃烧化石燃料产生的CO₂对环境产生负面影响，CO₂减排成为世界各国政府共同关注的话题。目前CO₂减排有两种技术路径，即二氧化碳捕集存储(CO₂Capture Storage，CCS)，与人工模拟自然界中绿色植物光合作用进行CO₂的转化(CO₂Capture Conversion，CCC)。其中，CCC技术可将CO₂转换为可利用的碳氢燃料，是一项环境友好的能源转化技术。

太阳能是一种来源广泛、环境友好的一次能源，其能量品质可由光谱波长来确定。太阳能的光谱波长由280nm到2500nm，按照波段区分，280nm到380nm属于紫外波段，380nm到760nm为可见波段，760nm以上为红外波段。紫外可见波段光具有高能量，能够实现太阳能光利用；红外波段光具有热效应，能够实现太阳能热利用。

目前，太阳能的利用技术可分为光利用和热利用两类。

太阳能光利用包括光伏发电、光化学制备太阳能燃料等技术。太阳能光利用技术的问题在于，该类技术主要使用紫外可见波段，而红外波段的光几乎不能被使用，太阳光谱利用范围减小，造成能量的浪费。

太阳能热利用包括光热发电、热化学制备太阳能燃料等技术。太阳能热利用技术理论上能够将太阳能完全转化为热能，但在转化过程中，紫外可见波段的能量品质会降低。

由此可见，目前主要的太阳能利用技术未对太阳能各波段进行分级分质利用，而产生能量利用不合理、不彻底的问题。针对这一技术问题，本发明提出一种新型的基于透光型光热化学循环的太阳能分级分质利用方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供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。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供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，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。