新型光熱化學循環(huán)（Photo-Thermochemical Cycle, PTC）用于還原H2O和CO2。將光化學反應引入兩步熱化學循環(huán)以實現(xiàn)太陽能分級分質利用。在第一步光反應中，金屬氧化物表面在紫外-可見（UV-Vis）光照射下形成光致氧空位（VOs）；在第二個熱化學步驟中，H2O與CO2在一定溫度下被光致VOs還原生成太陽能燃料。相比于傳統(tǒng)的太陽能光催化與熱催化，PTC在室溫下利用太陽光中紫外可見部分克服VOs形成的高能壘，然后利用可見紅外光為熱反應提供所需的溫度。通過利用太陽能中不同品質的能量驅動不同反應，實現(xiàn)太陽能分級、分質利用。同時，O2和燃料可以單獨生成，這為產(chǎn)物分離的難題提供了另一種思路。然而，普通半導體材料較差的光熱響應特性與產(chǎn)物選擇性影響了轉化效率，如何設計兼具光熱響應特性的催化劑材料同時實現(xiàn)優(yōu)良的產(chǎn)物選擇性并研究光與熱的協(xié)同作用機理顯得尤為關鍵。
光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)結構有：
1.反應單元（森朗反應釜）；2.五路氣路進料（氬氣、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷）系統(tǒng)；3.控制單元4.氣相色譜儀網(wǎng)絡化主機；5.航空燃料辛烷值測定儀單元。
（1）反應釜容積： 100ml 316L材質 ，釜蓋上開視窗用于光照，可視直徑為40MM，視鏡材料，藍寶石片。有進氣閥，排氣閥，釜內部控制溫度。
（2）反應釜設計溫度：250℃
（3）反應釜設計壓力：8Mpa
（4）控制方式：觸屏計算機。
1光熱耦合制液態(tài)燃料系統(tǒng)流程說明及描述
光熱耦合制液態(tài)燃料系統(tǒng)，主要由光熱耦合催化反應系統(tǒng)，氣相色譜儀網(wǎng)絡化主機，航空燃料辛烷值測定儀。
(1)氣體進料系統(tǒng)
分別共有五路氣體進入反應器中，參于反應，每一路氣體配置相同如下鋼瓶出來的氣體自過濾器過濾，減壓閥減壓穩(wěn)壓后進氣體質量流量計計量后進預熱器預熱。
(2)反應系統(tǒng)
經(jīng)過計量后的氣相、液相物料經(jīng)預熱罐混合加熱后經(jīng)探底管進入反應釜內反應，反應后的產(chǎn)物經(jīng)排液閥進高溫分離器分離。反應釜設計容積100ml，設計溫度250℃，設計壓力是8Mpa，配備壓力表、壓力傳感器、安全閥等用于壓力檢測和安全保護，安全閥接鋼管引到通風廚內，當反應釜內超過安全壓力后安全閥起爆泄壓，保護整個系統(tǒng)。反應釜采用加熱模塊加熱，內部配備溫度檢測口，轉速采用閉環(huán)控制。反應釜設有插底管，直插釜底，用于進樣，反應釜內配有冷卻盤管，用于放熱反應移熱
(3)冷凝分離系統(tǒng)
反應后的產(chǎn)物先進入熱分離器，在80℃下汽液分離，將在80℃冷凝下來的液體分離開，汽相進冷分離器進一步分離后，液相為廢液排出，氣相經(jīng)背壓閥配合精密壓力表，背壓在目標壓力后，經(jīng)堿洗罐脫除酸性氣體進濕氣表計量后排入大氣。背壓閥入口設有快速泄壓閥，如果實驗過程中催化劑需要先還原再反應，可以先打開快速泄壓閥短路背壓閥，反應時再關閉此閥，使用背壓閥，背壓閥實驗前調好壓力。熱分離器和冷分離器由低溫循環(huán)器提供，溫度可以控制在-5℃~195℃范圍內，循環(huán)液可以是乙醇。
(4)報警系統(tǒng)
參數(shù)控制（溫度、壓力）超過高限報警值，發(fā)出聲光報警提示；參數(shù)控制（溫度、壓力）超過高高限報警值，系統(tǒng)對加熱爐進行安全聯(lián)鎖保護,切斷加熱。
(5)分析與測試系統(tǒng)
色譜，彩色觸摸屏控制、 開機自檢、電腦反控、自動斷電斷氣保護功能。實現(xiàn)費托合成氣相產(chǎn)物N2、CO、CH4、CO2、C2H6、C2H2和C2H2以及甲醇等實時在線檢測。辛烷值測試儀，辛烷值儀測量結果的可浮動范圍：±0.2，40-120辛烷值儀的允許測量誤差：0.5。
2 光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)的控制系統(tǒng)概述
配置：質量流量，減壓閥、背壓閥，精密壓力,壓力變送器，柱塞泵，濕氣流量計。二次儀表配置：溫壓流量控制器采用DTC，轉速控制采用senlong。本套模試裝置共有檢測控點58個，其中11個檢測點，7個控制點，包括：
溫度檢測點：25個；壓力檢測點：13個；速度，扭矩檢測點：1個流量檢測點：8個
；質量流量計控制點：8個；溫度控制點：18個；轉速控制點：3個；計算機操作畫面包括：總畫面，用戶設置畫面，參數(shù)設置畫面，歷史趨勢曲線畫面，歷史數(shù)據(jù)記錄畫面等。
能很好實現(xiàn)：
·工藝流程監(jiān)視控制?！?shù)據(jù)的采集、處理、分析?！崟r顯示工藝參數(shù)等?！v史數(shù)據(jù)的存儲和歷史趨勢曲線顯示。·設定和修改工藝參數(shù)·當溫度、壓力、流量超過預定報警上限時，發(fā)出聲光報警信號。