隨著化石能源消耗不斷加快以及環(huán)境污染問題不斷加劇,太陽能作為當前最清潔和最豐富的可再生能源,有望取代化石能源,成為能源消費的主流,促進社會的可持續(xù)發(fā)展,但太陽能間歇性的特點阻礙了其進一步的發(fā)展和應用。利用太陽能制備燃料例如利用太陽能分解H20和CO2,把太陽能轉化為燃料中化學能有利于太陽能的固定、儲存和運輸,并且太陽能燃料氫能是最基本也是最優(yōu)質的一種清潔能源。然而,太陽能制燃料實際效率依然很低:利用太陽能驅動的光伏電解器、光伏光電電池以及光化學電池等光化學和電化學過程的效率分別為6.5%,2%和1%,太陽能驅動的熱化學循環(huán)效率為5.25%。從戰(zhàn)略的角度,為提高太陽能-燃料轉換效率,,促進能源利用的可持續(xù)發(fā)展,太陽能化石能源互補是可再生能源利用從當前到中期階段較為實際的方式,借助于化石能源降低反應壁壘,H2O和CO2可以轉化成H2和CO,為此本文提出了電-熱化學耦合的太陽能燃料制備系統(tǒng)和太陽能分頻光伏-光熱-SOEC聯(lián)合制氫系統(tǒng)。(1)基于高效制備太陽能燃料目的,本文提出了一種新型的電-熱化學耦合的制氫系統(tǒng)。通過一種集成光子增強熱電子發(fā)射(PETE)光伏/光熱(PVTC)裝置將太陽能轉化為...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２世界各類能源消耗情況占比Ｐ］??

１．１研究背景及意義??能源是社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的動力。而人口的激增和工業(yè)化的快速發(fā)展對能??源消耗特別是化石能源有了更高的需求。圖１．１展示了?１９９２－２０１７年世界能源消??耗情況，從圖中可以看出世界化石能源在總能源消耗中處于支配地位。煤、石油、??天然氣等化石能源的消耗占....

圖１．３太陽能熱化學制氫溫度示意圖??

１．２．１太陽能熱化學制氫??太陽能熱化學制氫的方式隨著集熱溫度不同而形式多樣。常見的反應類型如??圖１．３所示。??２００°Ｃ?８００°Ｃ?１５００°Ｃ?２３００°ｃ｜＾??甲重１乙裂１？甲麵熱化贏循環(huán)麵分解??圖１．３太陽能熱化學制氫溫度示意圖??１．２．１．１太陽能高溫直接....

圖１．５太陽能熱化學分解二氧化碳反應器：ａ）反應器結構示意圖；ｂ）反應器實物圖［３１］??２氫化物：??

?Ｍ０ｆｅｄ?＋?Ｈ２０－＞Ｍ０ＯＫ＋Ｈ２??ｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ??圖１．４兩步法金屬氧化物循環(huán)制氫示意圖Ｐ５］??如圖１．４所示，還原步，在高溫的作用下氧氣從金屬氧化物中脫離，金屬氧??化物中有氧空位的產(chǎn)生；氧化步，含有氧空位的金屬氧化物奪取水分子中的氧原??子生成....

圖１．４兩步法金屬氧化物循環(huán)制氫示意圖Ｐ５］??

ｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ??圖１．４兩步法金屬氧化物循環(huán)制氫示意圖Ｐ５］??如圖１．４所示，還原步，在高溫的作用下氧氣從金屬氧化物中脫離，金屬氧??化物中有氧空位的產(chǎn)生；氧化步，含有氧空位的金屬氧化物奪取水分子中的氧原??子生成氫氣。常見的金屬氧化物有單金屬氧化物如Ｆｅ３０....

本文編號：4019067