全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置及方法与流程

技术特征：
1.一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：包括太阳能聚光镜(1)和分频器(2)，所述太阳能聚光镜(1)用于聚合太阳光束，所述分频器(2)用于将聚合后的太阳光束分开，分别进入光伏电池(3)和二氧化碳捕获转化单元(4)，所述光伏电池(3)分别与光伏低温余热回收单元(5)、水电解装置(6)相连，所述光伏电池(3)输出电能给水电解装置(6)，所述水电解装置(6)输出氢气、氧气和水，所述氢气进入二氧化碳捕获转化单元(4)，所述氧气随水循环被释放到外界，所述水连通光伏低温余热回收单元(5)，带走光伏电池(3)热量，所述二氧化碳捕获转化单元(4)的出口与光热高温余热回收单元(7)相连。2.根据权利要求1所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述聚合后的太阳光束分开为光束一和光束二，所述光束一为280～1200nm光谱谱段，所述光束一进入光伏电池(3)，所述光束二进入二氧化碳捕获转化单元(4)。3.根据权利要求1所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述太阳能聚光镜(1)为槽式聚光镜、碟式聚光镜或菲涅尔聚光镜。4.根据权利要求1所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述光伏电池(3)为硅系薄膜太阳能电池或化合物薄膜太阳能电池。5.根据权利要求1所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述二氧化碳捕获转化单元(4)位于聚光分频单元的焦距线上或焦点处，用于吸收分频器(2)投射的太阳光束能量并进行co2热脱附及加氢反应制取碳氢燃料。6.根据权利要求1所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述二氧化碳捕获转化单元(4)的内部工质包括反应进气、催化剂、吸附剂和双功能材料中的两种或多种，所述反应进气为二氧化碳和氢气。7.根据权利要求6所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述催化剂是能够促进co2和h2在纯热或光热条件下反应，并生成c1、c2碳氢燃料的高效催化剂。8.根据权利要求6所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述吸附剂是能够在常温条件下吸附co2并在受热作用下实现co2脱附的二氧化碳吸附剂。9.根据权利要求6所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，其特征在于：所述双功能材料是由催化成分和吸附成分复合而成的材料，兼具捕获和转化二氧化碳的功能。10.根据权利要求1～9任一所述的一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置进行燃料制备的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，对入射的太阳光束进行聚光和分频，分成光束一和光束二；步骤二，光束一驱动光伏发电，电量供给电解水产氢，通过回收光伏发电产生的低温余热，对反应进气一次预热；步骤三，光束二进行光热利用，提供反应温度，驱动co2热脱附过程，利用步骤二制备的氢气，继而实现co2加氢反应，通过回收反应产物出口的高温余热，对反应进气二次预热；步骤四，收集光热高温余热回收单元(7)的产物，得到二氧化碳碳氢燃料。

技术总结
本发明公开了一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置，包括太阳能聚光镜和分频器，太阳能聚光镜用于聚合太阳光束，分频器用于将聚合后的太阳光束分开，分别进入光伏电池和二氧化碳捕获转化单元，光伏电池分别与光伏低温余热回收单元、水电解装置相连，光伏电池输出电能给水电解装置，水电解装置输出氢气、氧气和水，氢气进入二氧化碳捕获转化单元，氧气随水循环释放到外界，水连通光伏低温余热回收单元，带走光伏电池热量。本发明还公开了一种全光谱利用太阳能的二氧化碳碳氢燃料制备装置进行燃料制备的方法。本发明通过光电


技术研发人员：宣益民 何君妍
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2021.06.04
技术公布日：2021/9/14