一種人工光合作用反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于模擬自然界光合作用并存儲光合作用生成的有機物的人工光合作用反應器，由反應場、流道以及透明封裝膜組成，所說的反應場由內部嵌有反應酶的多孔材料制備而成，所說的流道設置在反應場內部，用于反應液流動，所說的透明封裝膜與反應場外表面緊密貼合，用于阻止反應液泄露且使光線可透射入反應場。本實用新型產品具有設計合理、結構簡單、能量利用率高、易于成型制造、重量輕、運輸存儲方便、適用范圍廣、便于推廣使用等優點。
【專利說明】一種人工光合作用反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新能源利用【技術領域】，涉及一種對太陽能進行能量轉化并存儲的反應器，具體涉及一種用于模擬自然界光合作用并存儲光合作用生成的有機物的人工光合作用反應器。
【背景技術】
[0002]近年來，能源枯竭與環境污染問題日趨嚴重，已成為困擾世界的頭等難題。產生上述問題的原因一個方面是由于社會生產力的快速發展對煤炭、石油等能源的需求迅速增大，能源需求量的增加速度遠遠高于其可再生速度，另一個方面則是因為化石能源的大量使用導致氣候的變暖、環境污染，臭氧層空洞及溫室效應。在過去多年中，人們一直在研究并探尋能夠減少溫室效應和環境污染的新能源，如水能、核能、太陽能、風能及生物能源等。其中生物能源不僅具有穩定性高、不受區域自然條件的限制、安全、清潔、環保等優點，更重要的是，相比以電力形式存儲的水能、風能等能源，生物能源是可以化學態存儲的能源，且生物能源的原料是可再生的，完全可以替代石油和煤。正因為此，生物能源的利用成為當今研究的熱點。
[0003]目前，世界上生物能源中綠色植物光合作用以其高效率的轉換太陽能、可產生穩定生物能、清潔無污染等諸多優點而顯現出獨特的優勢。但是光合作用對太陽能利用率較低，這促使各國科學家致力尋找更為有效的途徑來通過模擬自然界的光合作用來高效地利用太陽能，其中重要的研究方向之一就是人工光合作用。迄今為止，本領域對人工光合作用的研究多集中在模擬葉綠素吸收太陽能以及裂解水產生氏的過程方面，而對將太陽能直接高效地轉化為碳水化合物進行存儲方面的研究較少。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種設計合理、結構簡單、能量利用率高、易于成型制造、重量輕、運輸存儲方便、適用范圍廣、便于推廣使用的人工光合作用反應器。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種人工光合作用反應器，由反應場、流道以及透明封裝膜組成，所說的反應場由內部嵌有反應酶的多孔材料制備而成，所說的流道設置在反應場內部，用于反應液流動，所說的透明封裝膜與反應場外表面緊密貼合，用于阻止反應液泄露且使光線可透射入反應場。
[0007]上述人工光合作用反應器中，所說的反應場至少為一層，每層反應場內部均設置有用于反應液流動的流道，所說的流道至少包括一條貫穿整層反應場的一級流道。
[0008]上述人工光合作用反應器中，所說的反應場為片狀，所說的流道包括一條一級流道，所說的一級流道的兩側均分布有多條二級流道，所說的二級流道的兩側均分布有多條
三級流道。[0009]上述人工光合作用反應器中，所說的一級流道為多條，各一級流道的起始端匯集于反應場的一端，各一級流道的終止端匯集于反應場的另一端。
[0010]上述人工光合作用反應器中，所說的反應場和所說的透明封裝膜均為柔性可折疊結構。
[0011]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0012]一、該人工光合作用反應器的設計合理、結構簡單。通過模擬自然樹葉結構或其他片狀結構，利用內部嵌有反應酶的多孔材料制備光合作用反應場，在反應場內部的流道內輸入反應液即可實現光合作用；
[0013]二、該人工光合作用反應器的能量利用率高。該反應器由于沒有任何與生命有關的如吸收、消化、繁殖、生長和排泄等活動，所以它能獲得較高的光合作用效率。
[0014]三、該人工光合作用反應器易于成型制造。該人工光合作用反應器可采用快速成型的方法制備，可以直接控制零件內部結構的成型，并能精密地滿足特殊要求。
[0015]四、該人工光合作用反應器重量輕，運輸存儲方便。該人工光合作用反應器由多孔材料制備而成，因此重量輕，方便攜帶；另外制備反應器的多孔材料以及反應器外部封裝材料具有柔性，使得該人工光合作用反應器可以折疊，運輸存儲方便。
[0016]五、該人工光合作用反應器可對人工光合作用產生的有機物進行存儲，屬于清潔高效可持續發展的能源利用方式，適用范圍廣，便于推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型一種流道分布結構實施例的示意圖。
[0019]圖3為本實用新型另一種流道分布結構實施例的示意圖。
[0020]附圖中各數字標記分別是:1 一反應場，2 —流道，2-1 —一級流道，2-2 —二級流道，2_3 —二級流道，3 —透明封裝膜。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1，本實用新型所述的人工光合作用反應器可用于模擬自然界光合作用并存儲光合作用生成的有機物，它包括由內部嵌有反應酶的多孔材料制備的反應場1、設置在該反應場I內部用于使反應液流動的流道2以及用于阻止反應液泄露且使光線可透射的透明封裝膜3，透明封裝膜3與反應場I的外表面緊密貼合，反應場I和透明封裝膜3均為柔性可折疊結構。
[0022]在本實用新型的實際應用結構中，反應場I至少為一層，每層反應場I內部均設置有用于反應液流動的流道2，所說的流道2至少包括一條貫穿整層反應場I的一級流道2-1。
[0023]實施例1
[0024]一種人工光合作用反應器，用于模擬自然界光合作用并存儲光合作用生成的有機物，包括一層由內部嵌有反應酶的多孔材料制備的反應場1，反應場I為片狀，在反應場I內部設置有貫穿整個反應場I的用于反應液流動的一級流道2-1，在反應場I外側設置有用于阻止反應液泄露且光線可透射過的透明封裝膜3，反應場I和透明封裝膜3均為柔性可折疊結構。在本實施例中，設置于反應場I內部的流道2的結構如圖2所示，它包括一條一級流道2-1，在一級流道2-1兩側均分布有多條二級流道2-2，在二級流道2-2的兩側均分布有多條二級流道2_3。
[0025]實施例2
[0026]如圖3所示，實施例2與實施例1不同之處在于:所說的一級流道2-1為多條，各一級流道2-1的起始端匯集于反應場I的一端，各一級流道2-1的終止端匯集于反應場I
的另一端。
[0027]對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上的改變不應認為偏離了本實用新型保護的范圍，任何在權利要求保護范圍內的變形均落入本實用新型的保護范圍，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種人工光合作用反應器，其特征在于:由反應場(I)、流道(2)以及透明封裝膜(3)組成，所說的反應場(I)由內部嵌有反應酶的多孔材料制備而成，所說的流道(2)設置在反應場(I)內部，所說的透明封裝膜(3)與反應場(I)外表面緊密貼合。
2.按照權利要求1所述的人工光合作用反應器，其特征在于:所說的反應場(I)至少為一層，每層反應場(I)內部均設置有用于反應液流動的流道(2)，所說的流道(2)至少包括一條貫穿整層反應場(I)的一級流道(2-1)。
3.按照權利要求1或2所述的人工光合作用反應器，其特征在于:所說的反應場(I)為片狀，所說的流道(2)包括一條一級流道(2-1)，所說的一級流道(2-1)的兩側均分布有多條二級流道(2-2)，所說的二級流道(2-2)的兩側均分布有多條三級流道(2-3)。
4.按照權利要求2所述的人工光合作用反應器，其特征在于:所說的一級流道(2-1)為多條，各一級流道(2-1)的起始端匯集于反應場(I)的一端，各一級流道(2-1)的終止端匯集于反應場(I)的另一端。
5.按照權利要求1所述的人工光合作用反應器，其特征在于:所說的反應場(I)和所說的透明封裝膜(3)均為柔性可折疊結構。
【文檔編號】C12M1/00GK203569072SQ201320486536
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】楊來俠, 任秀彬, 高揚, 李滌塵, 宗學文, 張文明 申請人:西安科技大學