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申请/专利权人：西安航天动力研究所

摘要：本发明提供了一种光解水制氢装置及月球基地能源供应系统，用以解决现有的光伏能源供应系统因对太阳能利用率低、能量转化形式单一，而导致其无法满足月夜期间多元化能源需求的技术问题。本发明的光解水制氢装置包括壳体、上顶盖、光阳极、中心体及集水器，可以实现光氢的一步转化，同时在制氢的同时会将水加热，从而实现了氢‑热联产，该装置一体化集成度较高，与目前月球基地能源供应系统普遍采用的光伏电解水方案相比，能够充分利用太阳光聚光后各波段的能量，从而能够最大限度的提高月球表面太阳能利用率，进而满足月夜期间多元化的能源需求。

主权项：1.一种光解水制氢装置，其特征在于：包括光解水制氢单元和设置在光解水制氢单元周向的多个聚光单元；所述光解水制氢单元包括壳体（1）、上顶盖（2）、光阳极（3）、中心体（4）及集水器（5）；所述壳体（1）为中空的正棱台结构，且正棱台结构的大端朝上且与上顶盖（2）连接，壳体（1）的侧面与壳体（1）中心轴线的夹角为15-25°；壳体（1）靠近下端面的内侧设有第一集液腔（6）和第二集液腔（7），靠近上端面内侧设有第三集液腔（8）；所述上顶盖（2）与壳体（1）上端连接，且两者之间围成第四集液腔（9）；所述第一集液腔（6）、第二集液腔（7）、第三集液腔（8）及第四集液腔（9）均绕壳体（1）的中心轴线呈环形设置；所述壳体（1）下端沿径向设有多个第一进水口（10）和第二进水口（101），第一进水口（10）与第一集液腔（6）连通，第二进水口（101）与第二集液腔（7）连通；所述光阳极（3）位于壳体（1）周向表面，且与壳体（1）之间形成空腔（11），空腔（11）内设有质子交换膜（12），质子交换膜（12）将空腔（11）分割成外侧的产氢室（13）和内侧的产氧室（14）；所述产氢室（13）与第一集液腔（6）之间设有第一入口分流孔（15），与第四集液腔（9）之间设有第一出口分流孔（16）；所述产氧室（14）与第二集液腔（7）之间设有第二入口分流孔（17），与第三集液腔（8）之间设有第二出口分流孔（18）；所述中心体（4）同轴设置在壳体（1）内，上端与上顶盖（2）连接，下端与壳体（1）连接，外侧与壳体（1）、上顶盖（2）之间围成氧气-水分离腔（19）；所述氧气-水分离腔（19）与第三集液腔（8）之间设有第一切向旋流孔（20）；所述中心体（4）内侧与上顶盖（2）之间围成氢气-水分离腔（21），氢气-水分离腔（21）与第四集液腔（9）之间设有第二切向旋流孔（22）；所述中心体（4）下端沿轴向设有第一出水口（23），所述集水器（5）的集水腔（51）下端固定于第一出水口（23）内；所述集水腔（51）的上端沿径向设有多个集水孔（511），集水孔（511）连通氢气-水分离腔（21）和集水腔（51）；所述壳体（1）下端设有第二出水口（24）和第三出水口（25），所述第二出水口（24）与氧气-水分离腔（19）连通，第三出水口（25）与第一出水口（23）连通；所述上顶盖（2）下端沿轴向设有集气腔（28），集气腔（28）沿径向设有多个进气孔（281）；所述上顶盖（2）上端设有第一出气口（26）和第二出气口（27），第一出气口（26）与集气腔（28）连通，第二出气口（27）与氧气-水分离腔（19）连通；所述氧气-水分离腔（19）内设有第一气液分离膜（191），第一气液分离膜（191）固定于壳体（1）上端与中心体（4）的中部之间；所述氢气-水分离腔（21）内设有第二气液分离膜（211），第二气液分离膜（211）固定于中心体（4）上端与集气腔（28）下端之间；所述氧气-水分离腔（19）内还设有第三气液分离膜（192），第三气液分离膜（192）固定于壳体（1）上端与中心体（4）的下端之间；所述氢气-水分离腔（21）内还设有第四气液分离膜（212），第四气液分离膜（212）固定于中心体（4）上端与集水器（5）上端之间；所述聚光单元周向设置于光阳极（3）外侧，用于将太阳光聚集于光阳极（3）上。

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