太阳能光伏光电（电）催化反应系统是由光伏发电系统、反应系统及控制系统等组成的将太阳能转化为化学能的反应装置。
光伏发电系统将太阳能转化为电能，存储在蓄电池中，通过稳压控制电源模块调节蓄电池的输出电流，以满足反应条件；反应模块可通过光电催化反应或者电催化反应将水分解成氢气和氧气，实现最终的能量转化；控制系统可控制反应条件和监测反应状态。这种绿色、可持续的制氢方法不仅有助于降低温室气体的排放，也为未来能源储备提供了无尽的可能性。
太阳能光伏光电（电）催化反应系统主要结构如图所示：
太阳能光伏光电（电）催化反应系统作为一种可以提供环保、高效制氢能力的仪器，具有广泛的应用前景，不仅可以为绿色能源提供氢气，还可以应用于燃料电池、储能系统和工业生产等领域。
其有如下特点：
1、追踪阳光
太阳能光伏光电（电）催化反应系统的光伏板配备辐照检测器，可实时测定光伏板所在环境的光辐照强度，根据辐照强度调整光伏板倾斜角度，使得光伏板的光能利用率最大化。
2、高效利用
太阳能光伏光电（电）催化反应系统的反应器为板式结构，可有效提高电极催化材料的表面积，使得催化剂能更有效的与反应物接触。反应器的薄层结构可减少因扩散速率低导致反应物分布不均的问题，降低副反应的发生，提高产物选择性。反应器的流动体系在催化过程中可以提高电子和质子的传递速率，进而提高反应速率。
3、节能环保
太阳能光伏光电（电）催化反应系统所需电能来自太阳，反应过程不产生温室气体，相较于如火力发电等其他方式所生产的电力，光伏发电对环境影响较低，因而称之为“绿电”，所生产的电力通过光电（电）催化生成清洁能源氢气，符合绿色发展的理念。
4、实时监测
太阳能光伏光电（电）催化反应系统可实时在线监测如辐照强度、电压、电流、氢气产量、pH值和温度等参数，以调节反应条件和优化反应效果。
5、分级循环
太阳能光伏光电（电）催化反应系统采用微型水泵推动液体流动，使反应溶液与电极充分接触。同时，产物端配置气泵，及时将反应过程中产生的气体产物从液体中分离收集，有效提高循环效率与反应速率。
6、灵活设计
太阳能光伏光电（电）催化反应系统可以根据需求定制反应器大小、循环动力系统以及监测系统，满足不同应用场景的需求。
南京大学定制的太阳能光伏电催化反应系统所使用的电极为大尺寸电极，阳极有效使用面积高达1 m²，大尺寸的电极带来了可观的反应速度。
除此之外，电极和光伏板同频转动，附带追踪太阳位置功能，保证光照效率处于较高水平，产氢速率可达15 L/h。
系统还配置高清摄像头，通过Wi-Fi连接后，在实时监测参数的同时，可原位微观放大观察产生的氢气。
| 电极尺寸 | 阳极 | 1 m² |
| 阴极 | 0.5 m² | |
| 电源输出 | 电流 | 电流0~50 A |
| 电压 | 电压0~12 V， | |
| 质子交换膜 | 杜邦质子交换膜 | |
| 反应器尺寸 | 1760 mm × 820 mm × 30 mm | |
| 725 mm × 820 mm × 30 mm | ||
| 系统尺寸 | 占地面积 | 1850 mm× 1850 mm |
| 重量 | 200 kg | |
| 角度调节范围 | 0~50° 可追踪太阳，光伏板和反应室同频转动 | |
| 液体流量 | 0～2 L/min | |
| 产氢速率 | 15 L/h | |
华北电力大学定制了PLR-PVERS太阳能光伏电催化反应系统和太阳能光伏光电催化反应系统。和光伏电催化反应系统相比，光伏光电催化反应系统是在光伏发电分解水的基础上，耦合光催化分解水的透视反应器，从而达到光电协同分解水的目的。
光伏光电催化反应系统使用的薄层结构不仅可降低溶液厚度，提高阳光透过率，还能改善因扩散速率低导致的反应物分布不均的问题。
反应器内光电极的放置模式采用创新式3×3阵列结构，将9块80 mm×80 mm的光电极固定在250 mm×250 mm大小的反应器内，避免因光电极板面积过大带来的光电催化材料表面不均匀等问题出现，更大程度地增加光电极板的稳定性和光电催化材料的比表面，实现更高的分解催化效率。
| 电催化反应装置 | 光电催化反应装置 | ||
| 电极尺寸 | 250 mm× 250 mm镍网 250 mm× 250 mm× 0.5 mm泡沫镍 250 mm× 250 mm× 0.4 mm钛纤维毡镀钌铱电极 |
80 mm× 80 mm× 2.3 mm光电极9块； 250 mm× 250 mm× 0.4 mm钛纤维毡电极 |
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| 电源输出 | 电压 | 0~12 V | |
| 电流 | 0~80 A | 0~12.5 A | |
| 电流密度 | 50 mA/cm² | 20 mA/cm² | |
| 质子交换膜 | 280 mm× 280 mm× 0.5 mm 复合隔膜 |
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| 反应器尺寸 | 380 mm× 350 mm× 50 mm | ||
| 系统尺寸 | 长宽高 | 900 mm× 700 mm× 970 mm（排气管可拆，不包含排气管） | |
| 占地面积 | 约1 m² | ||
| 重量 | 50 kg | 38 kg | |
| 角度调节范围 | 0~90° | 0~60°，反应器与光伏板同频调节 | |
| 液体流量 | 0.1～1 L/min | ||
| 产氢速率 | 10 L/h | ||
华北理工大学定制的太阳能光伏电催化反应系统，重点对光伏板进行旋转角度的优化设计，支持水平方向-120~120°、俯仰20~90°旋转调节，实现对太阳追踪。
反应器反应单元为25 × 25 cm²，产氢速率高达24 L/h。
在此基础上，太阳能光伏电催化反应系统的反应器预留出扩展空间，多个接口采用标准快拆安装设计，可以带来方便快捷的扩展方式。反应器可以进行阵列式组合，构建出更大的太阳能光伏光电化学反应系统，获得更高的催化效率。
| 电极尺寸 | 阳极 | 钛纤维毡镀钌铱电极250 mm× 250 mm× 0.4 mm | |
| 阴极 | 250 mm× 250 mm 60目镍网 250 mm× 250 mm× 0.5 mm泡沫镍 | ||
| 电源输出 | 电流 | 0~60 A | |
| 电压 | 0~4 V | ||
| 电流密度 | 96 mA/cm² | ||
| 质子交换膜 | 280 mm × 280 mm × 0.5 mm | ||
| 反应器尺寸 | 380 mm × 380 mm × 50 mm | ||
| 系统尺寸 | 长宽高 | 920 mm× 950 mm× 970 mm | |
| 占地面积 | 1850 mm×1850 mm | ||
| 重量 | 40 kg | ||
| 光伏板 | 最大倾角1870 mm× 990 mm× 2100 mm 水平放置1875 mm× 990 mm× 1300 mm | ||
| 反应器角度调节范围 | 0~90° | ||
| 光伏板调节范围 | 水平方向 | -120~120° | |
| 俯仰旋转 | 20~90° | ||
| 液体流量 | 0～2 L/min | ||
| 产氢速率 | 24 L/h | ||
