基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法与流程

技术特征：
1.一种基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于及包括如下步骤：(1)将太阳能转换为化学能：聚光太阳能加热反应器，在反应器内通入二氧化碳和水，在第一催化剂的作用下生成有机液体；(2)将化学能转换为电能：在聚光太阳能加热的条件下，利用第二催化剂将所述有机液体催化生成氢气，并利用生成的氢气驱动燃料电池，产生电能。2.根据权利要求1所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，生成的有机液体为但不限于甲醇、甲酸或者甲醛。3.根据权利要求1所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述第一催化剂包括但不限于二氧化铈、二氧化钛和铜锌合金中的一种或至少两种的混合物。4.根据权利要求1所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述第二催化剂包括但不限于金属、金属氧化物、金属有机化合物和/或负载型单原子催化剂。5.根据权利要求4所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述金属有机化合物包括但不限于有机铱、有机钌和有机铑中的至少一种。6.根据权利要求4所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述负载型单原子催化剂包括但不限于氮化锆负载的单原子铂催化剂、氮化锆负载的单原子铱催化剂和氮化锆负载的单原子铑催化剂中的至少一种。7.根据权利要求1-6任一项所述的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，其特征在于：所述有机液体经催化反应后生产包含氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体，将所述混合气体经分离提纯后得到的氢气通入所述基于质子交换膜燃料电池或其他类型的燃料电池的阳极区或将混合气体直接通入所述燃料电池的阳极区。

技术总结
本发明公开了一种基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，包括如下步骤：(1)将太阳能转换为化学能：聚光太阳能并加热反应器，在反应器内通入二氧化碳和水，在第一催化剂的作用下生成有机液体，存储得到的有机液体；(2)将化学能转换为电能：在聚光太阳能加热条件下，利用第二催化剂将所述有机液体催化生成氢气，并利用生成的氢气驱动燃料电池，产生电能。本发明的基于新型人工光合作用实现太阳能能量转换、存储和利用的方法，整个过程仅仅需要水和二氧化碳作为反应物，通过太阳能即可高效实现光热转换，便可以完成太阳能的转换、存储和利用，避免能量转换效率较低受卡诺循环限制的热机过程，是一种液态太阳能的高效转换方案。能的高效转换方案。能的高效转换方案。


技术研发人员：李长明 沈杨彬 胡俊蝶
受保护的技术使用者：苏州科技大学
技术研发日：2020.05.13
技术公布日：2021/11/19