[发明专利]基于光催化与太阳能的空气减碳及有机物合成装置

说明书

本发明涉及一种基于光催化与太阳能的空气减碳及有机物合成装置，包括气体分离系统、NH₃合成系统、超临界CO₂转化系统、光催化超临界CO₂还原系统、产物收集系统及菲涅尔高倍聚光热电转化系统，气体分离系统用于分离出气体中的H₂、N_2、CO₂和H₂O,及电解H₂O以生成H₂；NH₃合成系统与气体分离系统相连，用于将气体分离系统所分离出的N₂和生成的H₂合成为NH₃；超临界CO₂转化系统与气体分离系统相连，用于将气体分离系统分离出的CO₂转化为超临界CO₂；光催化超临界CO₂还原系统分别与超临界CO₂转化系统和NH₃合成系统相连；产物收集系统与光催化超临界CO₂还原系统相连。本发明可以基于空气、利用太阳光能，可持续性地将大气中CO₂通过光催化转化为多种清洁碳氢燃料。

技术领域

本发明涉及空气减碳及有机物合成装置，具体涉及一种基于光催化与太阳 能的空气减碳及有机物合成装置。

背景技术

大气中二氧化碳浓度的升高打破了地球原有各圈层之间的平衡，导致温室 效应加剧、极端天气变化及海平面上升等生态环境问题，随着人类的持续开发， 能源、气候危机已经越来越近，而这些生态环境问题与人民生产生活息息相关， 关系到全人类命运。

现阶段全球化石燃料日趋减少，太阳能作为一种可再生能源已成为人类不 可忽视的重要组成部分。太阳光的运用不受地域限制，可直接开发和利用，且 无须开采和运输，十分方便；且太阳能是最清洁能源之一，不会污染环境。

光催化技术作为一种极具潜力的绿色新型技术之一，可以通过太阳能将温 室气体如二氧化碳转化为具有高附加值的化学品和燃料，有利于解决化石燃料 短缺和全球环境污染等问题，具有可观的经济效应。光催化剂在反应过程中并 不消耗其他化学物质，利用空气中的水和氧作为原料，绿色、节源、无污染。

现阶段全球多国频繁出现能源供需紧张问题，能源供需矛盾突出、价格持 续攀升。在能源短缺问题越来越严重的今天，很有必要研究一种基于光催化与 太阳能的空气减碳及有机物合成装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于光催化与 太阳能的空气减碳及有机物合成装置，它可以基于空气、利用太阳光能，可持 续性地将大气中CO₂通过光催化转化为多种清洁碳氢燃料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于光催化与太阳能 的空气减碳及有机物合成装置，包括：

气体分离系统，用于分离出气体中的H₂、N_2、CO₂和H₂O,及电解H₂O以生成H₂；

NH₃合成系统，与所述气体分离系统相连，用于将所述气体分离系统所分离 出的N₂和生成的H₂合成为NH₃；

超临界CO₂转化系统，与所述气体分离系统相连，用于将所述气体分离系统 分离出的CO₂转化为超临界CO₂；

光催化超临界CO₂还原系统，分别与所述超临界CO₂转化系统和所述NH₃合成 系统相连，用于供NH₃和超临界CO₂在其内混合，并在光催化剂的催化下反应以 得到产物；