科创中国
一种光催化分解水制氢装置
成果类型：: 实用新型专利
发布时间: 2026-06-04 13:32:18
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-06-04 13:32:18
本实用新型公开了一种光催化分解水制氢装置，涉及制氢技术领域，包括反应筒，所述反应筒外壁的顶部套接有盖板，所述催化剂导管和排气管的外壁均设置有排料阀，所述进水管的前端活动连接有橡胶塞，所述盖板顶部的中心端固定连接有连接管，所述盖板的顶部靠近连接管的外壁均设置有半导体组件，所述环形架的外壁环形阵列固定连接有若干个支脚，所述盖板底部的中侧设置有照灯安装组件，所述反应筒底部的中心端设置有搅拌机构。本实用新型通过将照灯安装进照灯安装组件内，并将照灯上的电源线通过连接管的贯穿至装置外，然后将照灯安装组件以螺纹的方式安装在盖板的底部，同时，将半导体柱通过螺帽固定在盖板上。
光-电-搅拌协同强化：集成照灯组件、半导体模块与底部搅拌机构，可同时实现光照、电荷调控与反应液均匀混合，显著提升光催化分解水的反应效率与氢气产率。
模块化装卸设计：照灯安装组件采用螺纹连接至盖板，半导体柱通过螺帽固定，光源及电控部件拆装便捷，便于维护、更换与不同波长光源的实验适配。
精确物料管理：催化剂导管与排气管均配置排料阀，进水管前端设橡胶塞，可实现催化剂的定量投加、反应气氛的控制及产气后的定向排放，避免交叉污染。
紧凑式整机结构：环形架与支脚稳定支撑，连接管兼顾穿线与定位，整体布局合理，适合实验室研发或小型制氢应用。
本装置可广泛应用于可再生能源制氢领域，特别是太阳能驱动的光催化分解水制氢实验研究、新型光催化材料的高通量筛选、反应动力学参数的测定以及光催化机理分析。因其结构简单、操作方便且拆装维护成本低，适合高校、科研院所及企业研发部门搭建标准化光催化测试平台。未来可进一步小型化或模块化扩展，开发出便携式制氢设备或分布式制氢单元，为燃料电池汽车、应急电源或现场化学合成提供高纯度氢气。结合光伏发电系统，该装置有望实现完全零碳排放的绿氢制备，契合国家氢能产业发展战略，具有从实验室走向中试和商业化的良好潜力。
兰州理工大学 肖明军 , 孙会珍
本实用新型可大幅降低光催化制氢实验的设备制造成本和维护费用，照灯组件和半导体柱均可单独更换，无需整体报废，延长整机使用寿命。通过多场协同作用，单位时间内的氢气产率明显提升，从而节约电力与催化剂消耗，降低单次实验的能耗和原材料成本。精确的物料控制和密封设计减少了催化剂泄漏和气体逸散，降低对环境的污染风险。该成果有助于加速光催化水分解技术的实用化进程，推动高校及企业的技术人才培养和科研成果转化。若形成标准化产品，将为设备制造商开辟新的市场空间，产生直接经济效益；同时为社会提供清洁、可再生的氢能解决方案，助力碳达峰与碳中和目标的实现。
1. 技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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