[发明专利]耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置

权利要求书

1.一种耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，包括光电催化氮气还原合成氨反应器(2)及两个槽式均匀聚光器(1)，其中，两个槽式均匀聚光器(1)均与光电催化氮气还原合成氨反应器(2)相连接；

光电催化氮气还原合成氨反应器(2)包括阴极室外壳(3)、光电阴极(4)、参比电极(5)、氮气鼓泡器件(6)、质子交换膜上夹框(7)、质子交换膜(8)、质子交换膜下夹框(9)、阳极室外壳(10)及阳极(11)；

阴极室外壳(3)、质子交换膜上夹框(7)、质子交换膜(8)、质子交换膜下夹框(9)及阳极室外壳(10)自上到下依次分布，氮气鼓泡器件(6)的一侧及光电阴极(4)的一侧均位于阴极室外壳(3)内，氮气鼓泡器件(6)的另一侧及光电阴极(4)的另一侧均位于阴极室外壳(3)外，阳极(11)插入于阳极室外壳(10)内；

氮气鼓泡器件(6)上位于阴极室外壳(3)内的部分上开设有若干通孔，氮气鼓泡器件(6)外接有氮气瓶；

阳极室外壳(10)上设有出气口(12)及进液口(13)，阴极室外壳(3)的顶部设置有开口(14)。

2.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，光电催化氮气还原合成氨反应器(2)位于两个槽式均匀聚光器(1)之间。

3.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，在阴极室外壳(3)中，氮气鼓泡器件(6)位于光电阴极(4)的正下方。

4.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，还包括参比电极(5)，参比电极(5)插入于阴极室外壳(3)内。

5.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，阴极室外壳(3)的上表面为透明结构。

6.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，各通孔均匀分布。

7.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，阴极室外壳(3)与阳极室外壳(10)通过螺栓及螺母紧固，质子交换膜上夹框(7)、质子交换膜(8)及质子交换膜下夹框(9)夹持于阴极室外壳(3)与阳极室外壳(10)之间。

8.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，质子交换膜上夹框(7)上设置有与阴极室外壳(3)上第一环形凸起相匹配的第一凹槽，质子交换膜下夹框(9)的下表面设置有与阳极室外壳(10)上第二环形凸起相匹配的第二凹槽。

9.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，质子交换膜下夹框(9)的上表面上设置有若干圆柱形凸起，质子交换膜上夹框(7)的下表面设置有与所述圆柱形凸起相匹配的圆柱形凹槽，所述圆柱形凸起位于所述圆柱形凹槽内。

10.根据权利要求1所述的耦合槽式均匀聚光器的光电催化氮气还原合成氨反应装置，其特征在于，阳极室外壳(10)上的出气口(12)为向上弯曲的玻璃管，出气口(12)的顶部高于质子交换膜(8)。