في ظل التحدي المزدوج المتمثل في مكافحة التلوث البيئي وأزمة الطاقة ، ضوئي التكنولوجيا قد جذبت الكثير من الاهتمام باعتبارها حلا مستداما الخضراء . . . . . . . كما المعدات الأساسية لتحقيق رد فعل ضوئي ، تصميم مفاعل حفاز ضوئي مباشرة يحدد كفاءة استخدام الطاقة الضوئية و معدل التفاعل .
مفاعل حفاز ضوئي التقليدية غالبا ما تعتمد على هيكل بسيط من نوع الحوض الصغير أو أنبوب نوع . من خلال الابتكار في النظام البصري و تكوين المفاعل ، مفاعل الحديثة يمكن أن تحسن بشكل كبير من كفاءة استخدام الطاقة الضوئية . على سبيل المثال ، لوحة مسطحة المفاعل يستخدم معامل الانكسار المواد تدريجيا ، والتي يمكن أن تجعل الفوتون شكل فخ البصرية في محفز طبقة ، وتحقيق متعدد المراحل امتصاص الطاقة الضوئية . الألياف البصرية نوع المفاعل مباشرة يدخل الضوء في نظام رد فعل من خلال تضمين الكوارتز الألياف البصرية في محفز الناقل ، وبالتالي فإن معدل استخدام الطاقة الضوئية يمكن أن تصل إلى أكثر من ثلاث مرات من التصميم التقليدي . إن microchannel المفاعل ، وضعت من قبل الأكاديمية الصينية للعلوم ، يقلل من حجم القناة إلى ميكرون ، وتقصير مسار انتقال الفوتون بنسبة 90 ٪ ، وتحسين كفاءة الكم إلى حد كبير .
محفز تحميل التكنولوجيا هي جوهر تصميم المفاعل . سول جل الطريقة ترسيب الأبخرة الكيميائية وغيرها من التقنيات المتقدمة ، TiO2 ، g-c-n-n , وغيرها من حفاز ضوئي يمكن أن تكون ثابتة بشكل موحد على غشاء السيراميك ، والألياف الزجاجية وغيرها من الناقلين ، ليس فقط حل المشكلة الصعبة المتمثلة في استرداد نانو محفز ، ولكن أيضا توسيع نطاق الاستجابة الطيفية من خلال بناء heterojunction الهيكل . وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن كفاءة عالية توليف بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن يتحقق في المنطقة المرئية من خلال الجمع بين مواد وزارة المالية مع الجرافين نقاط الكم على الجدار الداخلي من المفاعل . هذا النوع من المواد هيكل تصميم التعاونية الاستراتيجية هو دفع أخرى مفاعل لتطوير كفاءة عالية ومتعددة الوظائف الاتجاه .
في مجال معالجة البيئة ، المميعة السرير المفاعل حفاز ضوئي تم تطبيقها بنجاح في معالجة مياه الصرف الصناعي ، فريدة من نوعها نظام الاتصال من ثلاث مراحل الغاز السائل الصلبة ، مما يجعل معدل إزالة سمك القد أكثر من 85 ٪ . في مجال الطاقة ، غشاء المفاعل يدرك استمرار إنتاج الهيدروجين من التحلل الضوئي من الماء تحت ظروف الإضاءة صباحا 1.5 ، العائد من الهيدروجين تصل إلى 8.2 ملمول / ح · م ² . ما هو أكثر من ذلك ، photothermal التآزر المفاعل يمكن تحقيق انتقائية توليف الميثان في ظل ظروف معتدلة من خلال اقتران photothermal تحويل الطاقة الشمسية ، والتي توفر طريقة جديدة لاستخدام موارد الكربون .
جنبا إلى جنب مع إدخال تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي ، ضوئي المفاعل يتجه نحو عصر الذكاء . آلة التعلم الخوارزمية يمكن تحسين شدة الضوء و سرعة التدفق في الوقت الحقيقي ، وتحسين كفاءة التفاعل بنسبة 20 ٪ - 30 ٪ . في المستقبل ، جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة مفاعل جديد من المتوقع أن يحقق صفر استهلاك الطاقة وتدهور التلوث والوقود التوليف ، من أجل بناء مجتمع منخفض الكربون الخضراء لتوفير الدعم التقني الرئيسي . مفاعل حفاز ضوئي ليس فقط وعاء التفاعل الكيميائي ، ولكن أيضا جسر يربط بين الطاقة الشمسية والطاقة الكيميائية .