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一种电解水制氢装置及氢气制备方法与流程
发布时间:2024-04-11 05:45:52   作者: 半岛综合

  1、水电解制氢是目前应用较广并且比较成熟的制氢方法之一。用水作原料制氢的过程实际上是氢与氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供一定形式的能量,就可以使水分解。

  2、现有的水电解制氢装置,其产生的氢气和氧气都很少有进行分别存储,不利于使用,少数可以进行分别存储的制氢装置,结构复杂,生产制造困难。

  1、本申请的目的在于提供一种电解水制氢装置及氢气制备方法,能够吸收储存反应生成的氧气并获得高纯度的氢气,实现氢气和氧气的分离收集,实用方便,且结构简单。

  3、一种电解水制氢装置,包括电解室,所述电解室上下两端分别连接设有氧气吸收室和反应发生器,所述反应发生器包括与所述电解室可拆卸连接的盒体、以及设于该盒体内的电池组,所述电池组正负极两端分别连接设有电极棒,两所述电极棒穿过所述盒体伸入电解室内,所述氧气吸收室上端卡接设有气体收集室,所述氧气吸收室周侧还围设有加热组件,所述盒体内还设有连通所述电解室与外界补水池的补水组件,所述电解室侧壁上还设有第一水位检测头和第二水位检测头,所述第一水位检测头靠近所述氧气吸收室设置,所述第二水位检测头靠近所述电极棒高度一半处设置。

  4、如上所述的一种电解水制氢装置,所述氧气吸收室包括卡接设于所述电解室上端的圆柱,所述圆柱上开设有多个竖直通孔,所述竖直通孔内填充有氧气吸收材料,所述竖直通孔下端设有承载所述氧气吸收材料的透气膜。

  6、如上所述的一种电解水制氢装置,所述电池组包括电池,所述电池正极端连接设有正极插接座,所述电池负极端连接设有负极插接座,两所述电极棒分别插接于所述正极插接座和负极插接座上。

  7、如上所述的一种电解水制氢装置,所述补水组件包括设于所述盒体内的若干抽水泵,以及连通设于所述抽水泵上的补水管,所述补水管上端与所述盒体上端相连通并在连通处设置有单向阀、所述补水管下端穿过所述盒体下端置于该盒体外。

  8、如上所述的一种电解水制氢装置,所述补水管内位于所述抽水泵与所述单向阀之间处还设有过滤滤芯。

  9、如上所述的一种电解水制氢装置,所述盒体上端开设有密封环槽,所述电解室下端向下凸设有能插入所述密封环槽内的密封凸环,所述密封环槽侧壁还开设有若干卡接槽,所述密封凸环外侧壁上设有能相应嵌入所述卡接槽内的若干卡接凸块。

  10、如上所述的一种电解水制氢装置,所述氧气吸收室上端设有若干第一卡接凸环,所述气体收集室下端设有若干能与所述第一卡接凸环配合卡接的第一卡接环槽,所述电解室上端设有若干第二卡接凸环,所述氧气吸收室下端设有若干能与所述第二卡接凸环配合卡接的第二卡接环槽。

  11、本申请还公开一种氢气制备方法,使用如上所述的电解水制氢装置依次执行以下步骤:

  13、s2、补水组件将水池中的水抽送至电解室内,然后反应发生器启动对电解室内的水进行电解反应并产生氢氧混合气体;

  14、s3、氢氧混合气体上升穿过氧气吸收室,氧气吸收室对氢氧混合气体内的氧气进行吸收储存,剩余氢气继续穿过氧气吸收室并到达气体收集室进行回收;

  15、s4、待气体收集室内的氢气回收完成后,加热组件启动加热,氧气吸收室受热释放氧气,氧气上升至气体收集室进行回收。

  17、s201,补水组件将水池中的水抽送至电解室内至第二水位检测头水平面时,反应发生器启动对电解室内的水进行电解反应并产生氢氧混合气体;

  18、s202,电解室内的水位上升至第一水位检测头水平面时,补水组件关闭;

  19、s203,当电解室内的水位下降至第二水位检测头水平面时,补水组件重新启动,然后回到步骤s202。

  21、1、在反应发生器对电解室的水进行电解反应产生氢气和氧气后,混合气体上升并通过氧气吸收室,氧气吸收室对混合气体中的氧气进行吸收储存,从而实现氢气和氧气的分离收集,氢气通过氧气吸收室后升至气体收集室进行收集,实用方便。

  22、2、氢气收集完成后,根据收集需求,可通过加热组件对氧气吸收室进行加热,从而将氧气吸收室吸收的氧气释放出来进行氧气回收,实用方便,实现氢气和氧气的分离收集。

  23、3、电极棒分别插接于正极插接座和负极插接座上,当电极棒材料损耗后,方便进行更换,实用方便。

  24、4、当电解室内的水过少时,通过补水组件进行自动补充水,无需拆除装置以及人工添加,实用方便,同时通过第一水位检测头和第二水位检测头的配合使用,实现自动补水。

  1.一种电解水制氢装置,其特征在于,包括电解室(1),所述电解室(1)上下两端分别连接设有氧气吸收室(2)和反应发生器(3),所述反应发生器(3)包括与所述电解室(1)可拆卸连接的盒体(31)、以及设于该盒体(31)内的电池组(32),所述电池组(32)正负极两端分别连接设有电极棒(33),两所述电极棒(33)穿过所述盒体(31)伸入电解室(1)内,所述氧气吸收室(2)上端卡接设有气体收集室(4),所述氧气吸收室(2)周侧还围设有加热组件(5),所述盒体(31)内还设有连通所述电解室(1)与外界补水池的补水组件(6),所述电解室(1)侧壁上还设有第一水位检测头(71)和第二水位检测头(72),所述第一水位检测头(71)靠近所述氧气吸收室(2)设置,所述第二水位检测头(72)靠近所述电极棒(33)高度一半处设置。

  2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述氧气吸收室(2)包括卡接设于所述电解室(1)上端的圆柱(21),所述圆柱(21)上开设有多个竖直通孔(22),所述竖直通孔(22)内填充有氧气吸收材料(23),所述竖直通孔(22)下端设有承载所述氧气吸收材料(23)的透气膜(24)。

  3.根据权利要求2所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述氧气吸收材料(23)为分子筛。

  4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述电池组(32)包括电池(320),所述电池(320)正极端连接设有正极插接座(321),所述电池(320)负极端连接设有负极插接座(322),两所述电极棒(33)分别插接于所述正极插接座(321)和负极插接座(322)上。

  5.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述补水组件(6)包括设于所述盒体(31)内的若干抽水泵(61),以及连通设于所述抽水泵(61)上的补水管(62),所述补水管(62)上端与所述盒体(31)上端相连通并在连通处设置有单向阀(63)、所述补水管(62)下端穿过所述盒体(31)下端置于该盒体(31)外。

  6.根据权利要求5所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述补水管(62)内位于所述抽水泵(61)与所述单向阀(63)之间处还设有过滤滤芯。

  7.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述盒体(31)上端开设有密封环槽(81),所述电解室(1)下端向下凸设有能插入所述密封环槽(81)内的密封凸环(82),所述密封环槽(81)侧壁还开设有若干卡接槽(83),所述密封凸环(82)外侧壁上设有能相应嵌入所述卡接槽(83)内的若干卡接凸块(84)。

  8.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置,其特征在于,所述氧气吸收室(2)上端设有若干第一卡接凸环(91),所述气体收集室(4)下端设有若干能与所述第一卡接凸环(91)配合卡接的第一卡接环槽(92),所述电解室(1)上端设有若干第二卡接凸环(93),所述氧气吸收室(2)下端设有若干能与所述第二卡接凸环(93)配合卡接的第二卡接环槽(94)。

  9.一种氢气制备方法,其特征在于,使用如权利要求1-8任一项所述的电解水制氢装置依次执行以下步骤:

  10.根据权利要求9所述的一种氢气制备方法,其特征在于,步骤s2中,还包括有以下步骤:

  本申请提供一种电解水制氢装置及氢气制备方法,所述电解水制氢装置包括电解室,电解室上下两端分别连接设有氧气吸收室和反应发生器,反应发生器包括与电解室连接的盒体、设于盒体内的电池组,电池组正负极两端分别连接设有电极棒,两电极棒穿过盒体伸入电解室内,氧气吸收室上端设有气体收集室,氧气吸收室周侧设有加热组件。在反应发生器对电解室的水进行电解反应产生氢气和氧气后,混合气体上升并通过氧气吸收室,氧气吸收室对混合气体中的氧气进行吸收储存,氢气通过氧气吸收室后升至气体收集室进行收集;氢气收集完成后,可通过加热组件对氧气吸收室进行加热,从而将氧气吸收室吸收的氧气释放出来进行氧气回收,实现氢气和氧气的分离收集。

  设计和制备新能源电极材料研究材料在氢气、氧气、二氧化碳等能源小分子电催化转化中的应用,通过先进表征手段和理论模拟计算理解催化位点和反应机理,力图发展几种具有应用前景的电催化剂材料。

  多酸团簇、金属有机框架材料的合成性能研究与计算模拟,主要包括: 1.多酸团簇-无机晶核共组装进行光催化分解水制氢与二氧化碳还原; 2.低维多孔材料的结构与催化性能的研究。

  低维纳米材料(纳米颗粒、纳米线/管/框/片、二维材料)的电子显微分析以及基于电子显微分析结果的先进能源材料设计、制备和器件应用。

  新能源材料设计、合成及应用研究。主要包括:1二氧化碳电催化还原、电催化分解水制氢等;2原子界面电极材料的制备及能量转换技术研究。