太阳能分解水制氢技术相关专利简析(表

氢是一种理想的二次能源，具有能量密度高、可储存、可运输、无污染等优点，目前国际上正在研究的可再生能源制氢方法主要包括：
 
    可再生能源发电与电解水制氢。前者的可再生能源主要包括太阳能光伏发电、太阳能高温集热发电、风力发电、地热发电以及海洋能发电等；太阳能光催化、光电化学、热化学及光生物化学直接分解水制氢；热化学及生物化学分解生物质制氢等。
 
    直接利用太阳能分解水制氢是最具吸引力的可再生能源制氢途径，也是全世界科学界关注的热点。2003年，国家“973”计划已批准立项“利用太阳能规模制氢的基础研究”，该总课题至2008年底的五年内将获得总额为2200万元的专项资金（http://www.cses.org.cn/itemzhuanti.asp?zdid=29）。
 
    美国天然气技术协会（Gas Technology Institute，GTI）于2005年9月8日获得一项用于制造氢氧的太阳能电池水电解技术的美国专利（专利号：US2005194041）。这项技术朝着简单高效低成本利用丰富清洁的太阳能制氢跨出了新的一步，它的技术思路来源于GTI关于燃料电池质子交换膜的研究。
 
    该技术可使太阳光不必经过液层，因此与传统的太阳能水电解电池相比，它可以更加简单高效地生产氢氧，并且没有腐蚀。同由分离的太阳能电池和电解槽组成的装置相比，直接在一个槽内分解水也能提高效率。太阳能直接制氢技术能采用不同的半导体材料，如非晶硅或多晶硅，铜铟亚酸盐（CIS）等等。该研究小组目前将研究工作放在如何更加简单和低成本地制造薄膜装置。
 
    关于太阳能水电解制氢的其他专利，下表就公开的部分国内外专利做一列举。同时选取部分专利做简单介绍。

专利公开号	公开日	专利权人	名称
CN2677363	2005－02－09	中国科学院电工研究所	一种太阳能热化学分解水制氢装置
CN1579929	2005－02－16	任洪建	太阳能水分解制氢技术和装置
CN1554569	2004－12－15	吴佶伟	一种利用太阳能制备氢气和氧气的系统及其装置
CN1352323	2002－06－05	穆瑞力	利用太阳能和(或)风能产生氢气方法和装置
CN1222785	1999－07－14	孙祺	太阳能发电及其电解制氢氧燃料方法以及它们对应的装置
JP2005194609	2005-07-21	SONY CORP	制氢装置，电解装置，太阳能电池组件和能源系统
WO2005007932	2005-01-27	TRIBUTSCH HELMUT	直接生产和收集氢气的光电系统
US5658448	1997-08-19	LASICH JOHN BEAVIS	高效率太阳能制氢
JP5009769	1993-01-19	ARASHI HARUO	太阳能制氢装置
JP2004197167	2005-07-21	HONDA MOTOR CO LTD	制氢装置
JP9195076	1997-07-29	MITSUBISHI HEAVY IND LTD	气态氢氧生产装置
DE19511823	1996-10-02	SCHUBERT HEINZ	电解分离水生产氢氧
DE19758309	1999-07-08	THIELMANN GUENTER	太阳能电解制氢
CA2240214	1999-11-05	SHEC LABS SOLAR HYDROGEN ENERG	太阳能分解水制氢过程

    1999年07月14日公开的CN1222785专利涉及一种太阳能发电及其电解制氢氧燃料方法，以及它们对应的装置，是将太阳能电池安装在氢气球或安装在吊于氢气球的框架，氢气球升在空中用缆绳栓住，将转换成的电能用电缆引到地面；该发明的电解制氢氧燃料的方法及其装置是利用上述方法及其装置获得的电能输入电解水槽，生成氢气和氧气送贮存装置贮存。
 
    日本索尼公司公开号为JP2005194609的专利介绍了一种利用光电动势制氢的装置，它包括许多太阳能电池组件，在组件中包含硅纳米线的太阳能电池大致互相平行，并且在同一平面以形成一种两维排列结构，它们都放置于电解池的水中。该制氢装置产生光电动势，它将在包含硅纳米线的太阳能电池中把入射光线转变为电能，并通过使用光电动势电解水获得氢气和氧气。
 
    德国TRIBUTSCH HELMUT公司公开号为WO2005007932的专利介绍了一种制氢的光电装置，所说的光电系统包括电气化学活性光电结构，它由水包围着，并由集聚的太阳光照射，它没有辅助的集流器。所说的光电结构对侵蚀高度敏感，并且气体要分离后分别产生。光只能从一边入射。自带的光电隔膜贴于发明的光电系统，所说的隔膜将周围的水分为两个水室。一个水室生产氧气，另一个水室生产氢气。两个水室都有阳光照射。活性光电结构安装于生产氢气的水室，特别是在简化铜铟硒（CIS）太阳能电池的结构。所说的光电隔膜两边涂敷着导电和可渗透光的二氧化钛涂层。两边的二氧化钛涂层在材料上有所改进，具有氧催化或氢催化的属性。光电隔膜作为进入软管的轴向隔离物是可变形的和集成的。软管包括一可渗透光插入物和简单的光收集和燃料收集结构。
 
    美国专利US5658448介绍了一种制氢的方法，该方法包括把太阳辐射转变为热能和电能，利用一部分热能把水加热成蒸汽，并把蒸汽温度提高到至少700℃，利用电能和余下的热能在电解电池中分解蒸汽来获得氢气和氧气。在这一过程中，其中至少一部分热能来源于电解过程，这大大减少了用于运作电解电池额外的外部电能和增加了氢气生产的效率。
 
    日本专利JP5009769介绍了一种高效率低成本利用太阳能制氢的装置，该装置包括由太阳能供能的钠金属加热器和蒸汽加热器，碱金属热电变换器，再生加热器，水供应系统，和固态氧化物电解电池。碱金属热电变换器与钠金属加热器相连，并在其在较低温度处配有一冷却套管。固态氧化物电解电池从热电变换器接受电和从水汽加热器得到蒸汽，并由此生产氢气。再生加热器连接着电解电池氢气的出口，水供应系统利用一个泵通过冷却套管和再生加热器向蒸汽加热器提供蒸汽。通过以上所述装置，氢气能以高效和高温电解的方式生产。