專利名稱：太陽能制氫熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明太陽能制氫熱水器屬于能源領(lǐng)域。
技術(shù)背景太陽能的利用無疑是極其重要的。迄今為止，主要應(yīng)用的是太陽能電 池發(fā)電和太陽能熱水器熱水。太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。不足是太陽能利 用率低，價(jià)格較高。太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)是，價(jià)格低廉，太陽能利用率較高。但當(dāng)不需要熱 水時(shí)，太陽能就不能被利用。鑒于這些不足，研究開發(fā)太陽能新的利用形式還是很必要的。
美國科學(xué)家利用催化劑，使得甲醇和水反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，效率可達(dá)95%。這是利用 太陽能的一個(gè)很好方式。但迄今未能推廣。另一方面，甲醇也是一種很好的燃料。用一種 燃料產(chǎn)生另一種燃料，其成本很難降下來。因此，開發(fā)利用太陽能的新方式仍是很必要的。
本發(fā)明的目的是，利用價(jià)廉易得的材料構(gòu)造一個(gè)裝置，既能產(chǎn)生氫氣，也能加熱 /K，大幅提聞太陽能的利用率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出三種太陽能制氫熱水器設(shè)計(jì)方案。其主要差別在于，吸收 太陽能的介質(zhì)不同。分別為堿性水溶液，酸性水溶液，及可溶解于水的金屬鹽水溶液。共同 之處在于，這些溶液中都可以含有多種溶解于或懸浮于其中的吸收太陽能的物質(zhì)，如碳與 堿、酸或金屬鹽的反應(yīng)產(chǎn)物或懸浮的碳黑微粒；與直流電源負(fù)極相連的負(fù)極板有黑色導(dǎo)電 涂層；都是通過直流低壓電解方式產(chǎn)生氫氣；三種太陽能制氫熱水器在產(chǎn)生氫氣、氧氣和 熱水的整個(gè)過程中消耗的只是水、少量電能及太陽能。
負(fù)極板上的黑色導(dǎo)電涂層應(yīng)有極大的光吸收系數(shù)，而且耐強(qiáng)堿、強(qiáng)酸或金屬鹽的 腐蝕?，F(xiàn)在太陽能熱水器用的太陽能吸收涂層已很成熟，有許多種。例如，黑鉻、黑鎳或漸 變鋁-氮-鋁涂層。因此可以按如下方式制作黑色導(dǎo)電涂層用當(dāng)前已成熟的技術(shù)制作平 板太陽能吸收涂層，在此涂層上附加一層透明、耐腐蝕的導(dǎo)電膜，或涂敷碳黑薄膜，或粘附 碳纖維。當(dāng)然，最好的方式是改造現(xiàn)有太陽能吸收涂層，使其導(dǎo)電且耐腐蝕。
可溶于水的堿有多種，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇；可溶于水的酸也有多種， 例如鹽酸、硫酸、硝酸；可溶于水的鹽有許多種。如氯鹽(不包括氯化銀)，硝酸鹽，硫酸鹽 (不包括硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸銀)，鉀鹽和鈉鹽。這些是可用的。
一種太陽能制氫熱水器，其特征是，這種太陽能制氫熱水器由盛裝堿性、酸性或金 屬鹽水溶液的溶液箱，熱水箱，冷水箱，A、B導(dǎo)氣管，保溫層，直流電源、儲(chǔ)氫氣罐及儲(chǔ)氧氣罐 構(gòu)成，溶液箱和熱水箱有共用的壁板，稱之為中板，在溶液箱一側(cè)的中板表面有黑色導(dǎo)電涂 層并連接電源負(fù)極，在熱水箱一側(cè)的中板表面上有絕緣膜層，在溶液箱和熱水箱的頂上安 裝有冷水箱，在冷水箱里面安裝有A、B導(dǎo)氣管。
上述太陽能制氫熱水器，其特征是，吸收太陽能的物質(zhì)是堿性水溶液、酸性水溶 液、金屬鹽水溶液這三種水溶液之中的任一種，和中板上的黑色導(dǎo)電涂層。
上述太陽能制氫熱水器，中板表面上的黑色導(dǎo)電涂層的特征是，在現(xiàn)在已有太陽 能吸收涂層表面上附加一層透明導(dǎo)電薄膜，或碳黑薄膜，或粘附碳纖維。
在上述三種溶液中，可根據(jù)需要溶解多種吸收太陽能的物質(zhì)或懸浮多種吸收太陽 能的微粒，以便更多地吸收光能。例如，前述太陽能制氫熱水器，其溶液的特征是，在堿性水 溶液中溶解有碳與堿的化合物，在酸性水溶液中溶解有碳與酸的化合物，在金屬鹽水溶液中溶解有碳與金屬鹽的化合物，在這三種溶液中，都懸浮有碳的納米級(jí)微粒。
堿溶液的濃度可以是飽和濃度。而酸性水溶液和金屬鹽水溶液不必取飽和濃度。
前述太陽能制氫熱水器，其溶液箱的特征在于，溶液箱由前板、中板、頂板、底板及 兩個(gè)側(cè)面板構(gòu)成，前板是透明的真空玻璃絕熱板，接觸水溶液的前板表面連接直流電源的 正極，在前板和中板上方的中間有隔氣板，前板上方是B導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口，中板上方是A導(dǎo) 氣管的進(jìn)氣口。
制作真空絕熱板玻璃是由透光率盡可能高的玻璃制作。這些玻璃還必須耐強(qiáng)堿、 強(qiáng)酸的腐蝕。存在這樣的玻璃，例如，有硅酸鈣(CaSiO3)保護(hù)膜、表面光滑的玻璃有此功能。
正、負(fù)極板直接接觸堿、酸或鹽的水溶液。因此，當(dāng)用堿性或金屬鹽水溶液時(shí)，正、 負(fù)極板接觸溶液的表面必須耐強(qiáng)堿或金屬鹽的腐蝕。當(dāng)用酸性水溶液時(shí)，正、負(fù)極板接觸酸 溶液的表面必須耐強(qiáng)酸腐蝕。正極板(前板)可用耐強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、或金屬鹽腐蝕的、并聯(lián)的、 透明導(dǎo)電膜條或碳纖維條制作。
隔氣板的作用是使從正極、負(fù)極(即，前板、中板)上方逸出的氣體分隔開。隔板 由耐腐蝕的薄板制作，例如，可用聚四氟乙烯的塑料薄板制作。
前述太陽能制氫熱水器，其熱水箱的特征在于，熱水箱由中板、后板、上板、下板及 兩個(gè)側(cè)板構(gòu)成，在上板安裝有連接冷水箱的進(jìn)水管、進(jìn)水閥門和壓力閥，在下板安裝有放水 管和放水閥門。
由于溶液箱吸收太陽能，溶液箱溫度增高。由于中板是溶液箱和熱水箱共用的壁 板，溶液箱中的熱量就通過中板傳給熱水箱中的水，即，中板是熱水箱的加熱板。
前述太陽能制氫熱水器，其冷水箱的特征在于，在冷水箱的上面有進(jìn)水管和進(jìn)水 閥門，在冷水箱里安裝有A、B導(dǎo)氣管，在冷水箱的下面有放水管，這個(gè)放水管就是熱水箱的 進(jìn)水管。
由于熱水的使用，熱水箱中的水將減少。當(dāng)熱水箱需要補(bǔ)水時(shí)，將熱水箱上的進(jìn)水 閥門及冷水箱上面的進(jìn)水閥門打開，自來水經(jīng)過冷水箱上面的進(jìn)水管、冷水箱和熱水箱上 的閥門進(jìn)入熱水箱。
當(dāng)只需要熱水時(shí)，直流電源斷開，太陽能主要轉(zhuǎn)化為熱能；當(dāng)陽光充足或希望同時(shí) 加熱水和制造氫氣時(shí)，直流電源連通，太陽能將部分轉(zhuǎn)化為氫氣，部分轉(zhuǎn)化為水的熱能。當(dāng) 不需要熱水時(shí)，為了提高水溶液的溫度，產(chǎn)生更多氫氣，可將熱水箱中的水放掉。這樣，太陽 能主要轉(zhuǎn)化為氫氣儲(chǔ)存起來。
直流電源的電壓，根據(jù)前、后板的距離(也是正負(fù)極的距離)確定。正負(fù)極之間每 厘米上的電壓差應(yīng)大于或接近于O. 5V。
前述太陽能制氫熱水器，其A導(dǎo)氣管的特征在于，A導(dǎo)氣管有U形部分，在A導(dǎo)氣 管的U形部分的底部有堵塞了導(dǎo)氣管的水，稱為水塞，A導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口在中板的上方，A導(dǎo) 氣管連通儲(chǔ)氫氣罐，在A導(dǎo)氣管的水塞和儲(chǔ)氫氣罐之間有氣體干燥劑。
由于中板連接電源負(fù)極，從中板上方逸出、進(jìn)入到A導(dǎo)氣管的是氫氣和水蒸氣。氫 氣和水蒸氣的熱量傳給A導(dǎo)氣管外面的冷水。水蒸氣被水塞阻留，而氫氣可通過水塞進(jìn)入 氫氣罐。有少量的水蒸汽會(huì)通過水塞。這些水蒸汽被氣體干燥劑吸收?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)裝置， 根據(jù)氣體干燥劑的濕度自動(dòng)更換氣體干燥劑。由于逸出水蒸氣被水塞阻留，A導(dǎo)氣管水塞 的水量增加，這些水自動(dòng)流回到溶液箱中。
前述太陽能制氫熱水器，其B導(dǎo)氣管的特征在于，B導(dǎo)氣管有U形部分，在B導(dǎo)氣 管的U形部分的底部有水塞，B導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口在前板的上方，B導(dǎo)氣管連通儲(chǔ)氧氣罐，在B 導(dǎo)氣管的水塞和儲(chǔ)氧氣罐之間有自動(dòng)噴水管。
前述太陽能制氫熱水器，當(dāng)溶液是酸性水溶液或金屬鹽水溶液時(shí)，其特征是，在正 極將有相應(yīng)于酸根的氣體逸出，這些相應(yīng)于酸根的氣體進(jìn)入B導(dǎo)氣管，溶解于B導(dǎo)氣管的水 中，然后輸送回溶液箱之中。
由于前板連接正極，從前板上方逸出、進(jìn)入B導(dǎo)氣管的是氧氣、作為酸根(如氯離 子)的氣體(如氯氣)和水蒸氣。氧氣從B導(dǎo)氣管的出口進(jìn)入到儲(chǔ)氧氣罐中；由于氣體被 B導(dǎo)氣管外面的冷水冷卻，酸根氣體容易重新溶解在作為水塞的水中。水蒸氣也被水塞阻 留。由于氫氣、酸根氣體、氧氣及水蒸氣的逸出，溶液箱中的水量減少。因此必須補(bǔ)水。在B 導(dǎo)氣管的出口處的自動(dòng)噴水管可根據(jù)溶液箱中底部的壓強(qiáng)或液面的高度自動(dòng)、及時(shí)地向溶 液箱補(bǔ)水。為了捕獲少量通過水塞的酸根氣體，自動(dòng)噴水管向B導(dǎo)氣管里面噴水。由于自 動(dòng)噴水管補(bǔ)水及逸出水蒸氣被水塞阻留，B導(dǎo)氣管水塞的水量增加，這些水自動(dòng)流回溶液箱 中。這樣，酸根氣體也隨著重新回到溶液箱中，使得溶液箱酸根總量不變。
前述太陽能制氫熱水器，其保溫層的特征在于，除了儲(chǔ)氫氣罐和儲(chǔ)氧氣罐之外，太 陽能制氫熱水器的其余部分都封閉在保溫層之內(nèi)，保溫層由真空玻璃絕熱板和不透明的真 空絕熱板構(gòu)成，各個(gè)真空絕熱板及真空玻璃絕熱板相互密閉連接無縫隙。
保溫層使得從真空玻璃絕熱板進(jìn)入的太陽能只進(jìn)不出，極少逸失。
熱水箱上面的壓力閥的作用是，當(dāng)熱水箱內(nèi)氣體壓力達(dá)到一定值時(shí)，自動(dòng)開啟放 氣，保證安全。
這種這種太陽能制氫熱水器的制氫機(jī)理簡述如下
堿性水溶液、酸性水溶液及可溶于水的金屬鹽水溶液都是導(dǎo)體，能夠吸收電磁波， 特別是低頻電磁波。由于水溶液中離子的作用，這三種溶液比水更容易吸收光能。
堿、酸及金屬鹽水溶液能夠溶解多種物質(zhì)，這些溶解或懸浮在水中的物質(zhì)能夠吸 收不同波段電磁波，增強(qiáng)溶液對(duì)光能的吸收。例如，碳微粒就能夠懸浮在堿性水溶液中，并 將堿性水溶液變?yōu)楹诤稚?。即使如此，仍有某些頻率的光能夠穿過堿性、酸性或金屬鹽水溶 液而到達(dá)后板。因此有必要在后板上涂覆一層黑色導(dǎo)電涂層，以便盡最大可能吸收光能。這 樣的黑色涂層有許多種，可利用現(xiàn)有技術(shù)制作黑色涂層，再附加導(dǎo)電耐腐蝕膜層。
溶液中每種分子都可能由于分子、原子、離子之間的作用，吸收一定能量的光子而 離解為正、負(fù)離子。這不同于單純的電場作用導(dǎo)致的離解。由于離子出現(xiàn)，溶液電阻降低。 吸收光能越多，溶液電阻越小。即使很低的電壓(例如，正負(fù)極之間Icm的電壓差大于或接 近于O. 5V)，水分子也能夠被離解而在負(fù)極放出氫氣。這樣，消耗同樣電能時(shí)，吸收光能越 多，產(chǎn)生的氫氣就會(huì)越多。結(jié)果，產(chǎn)生的氫能將大于用于產(chǎn)生氫氣所消耗的電能，太陽能轉(zhuǎn) 化為了氫能。
在電解產(chǎn)生氫氣過程中，由于溶液中的金屬離子或原子不能揮發(fā)，堿性水溶液的 溶質(zhì)可認(rèn)為沒有消耗，消耗的只是水。
不同于堿性水溶液，酸性水溶液中的氫離子，在電解產(chǎn)生氫氣過程中大量消耗，化 為氫氣而逸出。與此同時(shí)，酸根，例如氯離子，也在正極化為氣體而逸出?？梢?，為了使得制 氫過程穩(wěn)定地持續(xù)下去，必須將這些在正極逸出的氣體重新冷卻，輸送回原來的酸性溶液、溶解后重新變?yōu)樗岣趴梢?。由于溶液?duì)光能的吸收，這是完全可以實(shí)現(xiàn)的。例如電解鹽 酸水溶液時(shí)，將在負(fù)極放出氫氣、在正極放出和氯氣。氯氣被收集、冷卻、重新輸送回鹽酸水 溶液時(shí)，將產(chǎn)生鹽酸和次氯酸。次氯酸在吸收光能或熱能后，分解為鹽酸和氧。這樣，氯及 相應(yīng)的鹽酸在制氫過程中就沒有損失。如此，制氫過程就能夠穩(wěn)定地進(jìn)行下去。由于酸性 水溶液的電阻隨鹽酸濃度的增加而變小，產(chǎn)生的氫能就能夠大于用于產(chǎn)生氫氣所消耗的電 能。這樣，太陽能就轉(zhuǎn)化為了氫能。
電解金屬鹽水溶液的制氫過程與電解酸性水溶液的制氫過程相似。電解過程中， 由于金屬離子或原子的作用及光能的吸收，水分子離解，并在負(fù)極放出氫氣。與此同時(shí)，將 有相應(yīng)于酸根的氣體(例如氯氣)逸出。與酸性水溶液的情況相同，將相應(yīng)于酸根的氣體 (如氯氣)冷卻后再輸送回到金屬鹽水溶液后，在光作用下，又重新產(chǎn)生原來酸根。從而，制 氫過程就能夠穩(wěn)定地進(jìn)行下去。由于金屬鹽水溶液的電阻隨濃度的增加而變小，產(chǎn)生的氫 能就能夠大于消耗的電能。
由以上所述可見，在三種情況下，在產(chǎn)生氫氣和熱量過程中，消耗的只是水、少量 電能和太陽能。從結(jié)果上看，這個(gè)過程就是將水電離為氫和氧。但這個(gè)過程與用電直接電 解水是完全不同的。水分子可以僅由于離子和光的的作用，而不是由于電場的作用，離解為 氫離子和氫氧根。氫原子也可以被活潑金屬原子從水分子中置換出來。
這種太陽能制氫、熱水器工作過程是太陽光穿過透明的真空玻璃絕熱板后，被水 溶液和黑色導(dǎo)電涂層所吸收。當(dāng)直流電壓加到前板與中板板時(shí)，由于水溶液對(duì)光的吸收，離 子或原子及電場的作用，水分子離解，放出氫氣。氫氣通過A導(dǎo)氣管流到儲(chǔ)氫氣罐。氧氣經(jīng) 過B導(dǎo)氣管進(jìn)入儲(chǔ)氧氣罐。酸根氣體進(jìn)入B導(dǎo)氣管并溶解后，又流回溶液箱。由于水溶液 和黑色導(dǎo)電涂層吸收光能，溶液和中板板溫度升高，從而加熱了熱水箱中的水。


圖1是太陽能制氫熱水器導(dǎo)氣管與溶液箱連通處的側(cè)面縱向剖面圖。圖 中，I是溶液箱及堿性、酸性或金屬鹽的水溶液；2是熱水箱及水；3是連接電源正極的前板， 即真空玻璃絕熱板；4是連接電源負(fù)極的中板；5是后板與不透明的真空絕熱板；6是冷水 箱及冷水；7是B導(dǎo)氣管；8是A導(dǎo)氣管；9是熱水箱放水閥；10是熱水箱的進(jìn)水閥門；11是 熱水箱的壓力閥；12是將從正極與負(fù)極逸出的氣體分隔開的隔板；13是儲(chǔ)氫氣罐；14是儲(chǔ) 氧氣罐。
圖2是太陽能制氫熱水器正面A導(dǎo)氣管處的縱向剖面圖。圖中，I是溶液箱及堿 性、酸性或金屬鹽的水溶液；6是冷水箱及冷水；8是A導(dǎo)氣管；13是儲(chǔ)氫氣罐；14是儲(chǔ)氧氣 罐；15是不透明的真空絕熱板；16是冷水箱的進(jìn)水管閥門；17是A導(dǎo)氣管的水塞；18是氣 體干燥劑。
圖3是太陽能制氫熱水器正面、B導(dǎo)氣管處的縱向剖面圖。圖中，I是溶液箱及堿 性、酸性或金屬鹽的水溶液；6是冷水箱及冷水；7是B導(dǎo)氣管；13是儲(chǔ)氫氣罐；14是儲(chǔ)氧氣 罐；15是不透明的真空絕熱板；19是B導(dǎo)氣管的水塞；20是自動(dòng)控制噴水管與閥門。
圖4是實(shí)施例1的前板透明導(dǎo)電膜條正面示意圖。圖中，3是連接電源正極的前板 (真空玻璃絕熱板)；21是透明導(dǎo)電膜條。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:⑴取一塊1. 2 X1. 5m2、厚1. 2cm的真空玻璃絕熱板作為 前板3。這塊真空玻璃的外表面有硅酸鈣保護(hù)膜，表面光滑，耐酸、堿腐蝕。如圖4所示，在 真空玻璃絕熱板的一個(gè)表面上，鍍上透明導(dǎo)電薄膜21。其中的橫條距上邊30cm，相鄰豎條相距3cm，每個(gè)導(dǎo)電膜條寬lcm、長90cm。導(dǎo)電薄膜需耐酸堿腐蝕，可用TCO導(dǎo)電膜。這些并 聯(lián)的導(dǎo)電膜與電源正極相連。
(2)取一塊1. 2 X1. 5m2、厚I 2mm，按現(xiàn)有技術(shù)鍍上黑鉻涂層，在黑鉻涂層上涂敷 碳黑薄膜，另一個(gè)表面涂上絕緣、防腐膜，然后連接電源負(fù)極，作為中板4。
(3) A、B導(dǎo)氣管8與7可彎曲，外徑2cm，管壁厚度I 2mm?？捎镁鬯姆蚁┕堋?br> (4)溶液箱I的四個(gè)壁都用內(nèi)表面能夠涂敷聚四氟乙烯薄膜的塑料制作，厚lcm。
(5)除了中板4外，熱水箱2的其余壁板及冷水箱6的壁板都用厚lcm、無毒、耐腐 蝕的塑料(如聚乙烯)制作。
(6)前板3與中板4相距4cm，前板3有導(dǎo)電膜的一面與中板4涂敷碳黑的一面相 對(duì)。溶液箱高90cm,長150cm。中板4與后板5相距8cm,熱水箱2高90cm,長150cm。冷水 箱6長150cm，寬8cm，高30cm。每兩板之間都要密閉無縫隙地焊接或粘接好。
(7)溶液箱I中的隔板12長度與溶液箱I長度相同，即150cm，寬度10 15cm，厚 03 1mm。用聚四氟乙烯塑料制作。
(8)壓力閥11直徑lcm。當(dāng)熱水箱2上部壓強(qiáng)達(dá)到1. 2大氣壓時(shí)，壓力閥11開啟 方文氣。
(9)有一個(gè)自動(dòng)控制裝置(未畫出)，能夠由溶液箱底部液體壓強(qiáng)或液面高度控制 B導(dǎo)氣管上自動(dòng)噴水閥門20的開關(guān)。
(10)儲(chǔ)氫氣罐13、儲(chǔ)氧氣罐14、熱水箱放水閥10、熱水箱進(jìn)水閥門11及冷水箱的 進(jìn)水管閥門16都用市場通用件即可。
將上述給定規(guī)格的各部件按圖1-4連接好，安裝在設(shè)計(jì)好的、用鋼材制做的一個(gè) 支架上。然后，在溶液箱中充入148 X 88 X 4cm3的飽和氫氧化鉀水溶液，將適量的(無沉淀) 納米級(jí)的碳黑撒入氫氧化鉀水溶液中。將冷水箱及熱水箱充滿水，接通電源，在陽光足夠長 時(shí)間照射后，就會(huì)有熱水和氫氣產(chǎn)生。
實(shí)施例2 :代替氫氧化鉀，用鹽酸水溶液(非飽和)充入水溶液箱，也可以產(chǎn)生氫 氣和熱量。
實(shí)施例3:代替氫氧化鉀，用氯化鈉水溶液(非飽和)充入水溶液箱，也可以產(chǎn)生氫氣和熱量。
這種太陽能制氫熱水器所消耗的是水、少量電能和太陽能，既能產(chǎn)生氫氣，又能加 熱水，提高了太陽能的利用率。由于這種太陽能制氫熱水器所需電壓很低，耗電少，因此，如 果與太陽能電池聯(lián)合應(yīng)用，則不必外加電源。
權(quán)利要求
1.一種太陽能制氫熱水器，其特征是，這種太陽能制氫熱水器由盛裝堿性、酸性或金屬鹽水溶液的溶液箱，熱水箱，冷水箱，A、B導(dǎo)氣管，保溫層，直流電源、儲(chǔ)氫氣罐及儲(chǔ)氧氣罐構(gòu)成，溶液箱和熱水箱有共用的壁板，稱之為中板，在溶液箱一側(cè)的中板表面有黑色導(dǎo)電涂層并連接電源負(fù)極，在熱水箱一側(cè)的中板表面上有絕緣膜層，在溶液箱和熱水箱的頂上安裝有冷水箱，在冷水箱里面安裝有A、B導(dǎo)氣管。
2.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其特征是，吸收太陽能的物質(zhì)是堿性水溶液、酸性水溶液、金屬鹽水溶液這三種水溶液之中的任一種，和中板上的黑色導(dǎo)電涂層。
3.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，中板表面上的黑色導(dǎo)電涂層的特征是，在現(xiàn)在已有太陽能吸收涂層表面上附加一層透明導(dǎo)電薄膜，或碳黑薄膜，或粘附碳纖維。
4.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其溶液箱的特征在于，溶液箱由前板、中板、頂板、底板及兩個(gè)側(cè)面板構(gòu)成,前板是透明的真空玻璃絕熱板,接觸水溶液的前板表面連接直流電源的正極，在前板和中板上方的中間有隔氣板，前板上方是B導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口，中板上方是A導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口。
5.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其熱水箱的特征在于，熱水箱由中板、后板、上板、下板及兩個(gè)側(cè)板構(gòu)成，在上板安裝有連接冷水箱的進(jìn)水管、進(jìn)水閥門和壓力閥，在下板安裝有放水管和放水閥門。
6.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其冷水箱的特征在于，在冷水箱的上面有進(jìn)水管和進(jìn)水閥門，在冷水箱里安裝有A、B導(dǎo)氣管，在冷水箱的下面有放水管，這個(gè)放水管就是熱水箱的進(jìn)水管。
7.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其A導(dǎo)氣管的特征在于，A導(dǎo)氣管有U形部分，在A導(dǎo)氣管的U形部分的底部有堵塞了導(dǎo)氣管的水，稱為水塞，A導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口在中板的上方，A導(dǎo)氣管連通儲(chǔ)氫氣罐,在A導(dǎo)氣管的水塞和氫氣罐之間有氣體干燥劑。
8.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其B導(dǎo)氣管的特征在于，B導(dǎo)氣管有U形部分，在B導(dǎo)氣管的U形部分的底部有水塞，B導(dǎo)氣管的進(jìn)氣口在前板的上方，B導(dǎo)氣管連通儲(chǔ)氧氣罐，在B導(dǎo)氣管的水塞和儲(chǔ)氧氣罐之間有自動(dòng)噴水管。
9.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，當(dāng)所用溶液是酸性水溶液或金屬鹽水溶液時(shí)，其特征是，在正極將有相應(yīng)于酸根的氣體逸出，這些相應(yīng)于酸根的氣體進(jìn)入B導(dǎo)氣管，溶解于B導(dǎo)氣管的水中，然后輸送回溶液箱之中。
10.權(quán)利要求1所述太陽能制氫熱水器，其保溫層的特征在于，除了儲(chǔ)氫氣罐和儲(chǔ)氧氣罐之外，太陽能制氫熱水器的其余部分都封閉在保溫層之內(nèi)，保溫層由真空玻璃絕熱板和不透明的真空絕熱板構(gòu)成，各個(gè)真空絕熱板及真空玻璃絕熱板相互密閉連接無縫隙。
全文摘要
一種太陽能制氫熱水器，屬能源領(lǐng)域。其特征是，吸收太陽能的物質(zhì)是堿性水溶液、酸性水溶液、金屬鹽水溶液這三種水溶液之中的任一種，和黑色導(dǎo)電涂層。黑色導(dǎo)電涂層的特征是，在現(xiàn)在已有太陽能吸收涂層表面上附加一層透明導(dǎo)電薄膜，或碳黑薄膜，或粘附碳纖維。當(dāng)所用溶液是酸性水溶液或金屬鹽水溶液時(shí)，其特征是，在電源正極將有相應(yīng)于酸根的氣體逸出，這些相應(yīng)于酸根氣體進(jìn)入到導(dǎo)氣管，溶解于導(dǎo)氣管的水中，然后輸送回原溶液箱之中。這種太陽能制氫熱水器所消耗的是水、少量電能和太陽能，既能產(chǎn)生氫氣，又能加熱水，提高了太陽能的利用率。這種太陽能制氫熱水器所需電壓很低，耗電少，與太陽能電池聯(lián)合，則不必外加電源。
文檔編號(hào)C25B1/04GK102997445SQ20111027225
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者陳紫微 申請(qǐng)人:陳紫微