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一种压滤式电解水制氢装置及方法与流程
发布时间:2024-04-13 08:18:34   作者: 半岛综合

  1.一种压滤式电解水制氢装置,其特征是:包括一呈盒体密闭式的电解槽(4);所述电解槽(4)内平行设置有若干隔膜(43);并通过所述隔膜(43)分隔成若干独立的电解腔;位于所述电解槽(4)两端的两电解腔内分别设置有阳极电极(41)和阴极电极(42);位于任意两隔膜(43)之间均设置一隔板组件(44);所述隔板组件(44)远离阳极电极(41)的一侧设置成惰性电极、靠近阳极电极(41)的一侧设置成碱性电解水电极;所述隔膜(43)和惰性电极之间、以及隔膜(43)和阳极电极(41)之间形成阳极电解区域;所述隔膜(43)和碱性电解水电极之间、隔膜(43)和阴极电极(42)之间形成阴极电解区域;所述隔膜(41)选用半透膜。2.依据权利要求1所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,位于所述阴极电解区域和阳极电解区域的电解槽(4)顶部分别设置有阴极出气口和阳极出气口;若干所述阴极出气口通过阴极出气管(402)连通有一第二气液分离装置(52);若干所述阳极出气口通过阳极出气管(401)连通有一第一气液分离装置(51)。3.依据权利要求2所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,位于任意一所述阴极电解区域的电解槽(4)底端设置有阴极出液口,所述阴极出液口通过阴极输液管(63)连通阴极电解液储罐(6);所述阴极电解液储罐(6)的底部连通第一管路(64)和第二管路(65),且所述第一管路(64)和第二管路(65)均与阴极输液管(63)连通;所述第一管路(64)上设置有用于将电解槽(4)内电解液抽入阴极电解液储罐(6)的第一泵(66),所述第二管路(65)上设置有用于将阴极电解液储罐(6)内电解液抽入电解槽(4)内的第二泵(67)。4.依据权利要求3所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,所述第一管路(64)和第二管路(65)上分别设置有阀门一和阀门二;所述阴极电解液储罐(6)位于所述第二气液分离装置(52)正下方,且所述阴极电解液储罐(6)和第二气液分离装置(52)连通有回流管一(61),所述回流管一(61)上设置有第一阀门(62)。5.依据权利要求3所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,位于任意一所述阳极电解区域的解槽(4)底部均连通第一阳极输液管系统(74)和第二阳极输液管系统(83);还包括第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7);所述第二阳极输液管系统(83)上设置有用于将电解槽(4)内电解液抽入第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7)的第三泵(84);所述第一阳极输液管系统(74)上设置有用于将第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7)内电解液抽入电解槽(4)内的第四泵(73)。6.依据权利要求5所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,所述第三泵(84)和第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7)之间分别通过管路一(82)和管路二(81)相连通;所述第四泵(73)和第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7)之间分别通过管路三(72)和管路四(71)相连通。7.依据权利要求6所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,所述管路一(82)、管路二(81)、管路三(72)和管路四(71)上分别安装设置有阀门三、阀门四、阀门五和阀门六;所述第一气液分离装置(51)位于所述第二阳极电解液储罐(8)和第一阳极电解液储罐(7)上方;且所述第一气液分离装置(51)和第二阳极电解液储罐(8)之间连通有回流管二(55),且回流管二(55)上设置第二阀门(56);所述第一气液分离装置(51)和第一阳极电解液储罐(7)之间连通有回流管三(53),且回流管三(53)上设置第三阀门(54)。8.依据权利要求7所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,所述第一阳极电解液储罐(7)、第二阳极电解液储罐(8)和阳极电解区域内均填充有阳极电解液;所述阴极电解液储罐(6)和阴极电解区域内填充有阴极电解液;且所述阳极电解液内分散有催化剂;所述阳极电解液和阴极电解液均选用koh溶液。9.依据权利要求8所述的一种压滤式电解水制氢装置,其特征是,所述催化剂为ni(oh)2/niooh及掺杂钴量子点或者薄层纳米片;所述阳极电极(41)和惰性电极均选自碳布,钛网或者泡沫镍;所述碱性电解水电极和阴极电极(42)均选自贵金属材料、过渡金属化合物;所述贵金属材料包括铂、铂黑、及铂黑与碳材料的复合材料;所述过渡金属化合物包括金属镍、钼、钨的磷化物、氮化物、氧化物、碳化物以及磷氮化物。10.一种压滤式电解水制氢方法,其特征是,包括如下步骤:第一步:分别通过第四泵(73)和第二泵(67)将第二阳极电解液储罐(8)和阴极电解液储罐(6)内的电解液抽入电解槽(4)的阳极电解区域和阴极电解区域内;然后关闭第四泵(73)和第二泵(67);第二步:阴极电极(42)和阳极电极(41)进行接电;第三步:通过检验测试电解电压,判断电解进程,当电解完成后;断开阴极电极(42)和阳极电极(41),启动第三泵(84)和第一泵(66),将电解槽(4)内的电解液分别抽入到第二阳极电解液储罐(8)和阴极电解液储罐(6)内;第四步:待检测到电解槽(4)内电解液完全抽出后,关闭第三泵(84)和第一泵(66),启动第四泵(73)和第二泵(67)分别将第一阳极电解液储罐(7)和阴极电解液储罐(6)内的电解液抽入电解槽(4)的阳极电解区域和阴极电解区域内,关闭启动第四泵(73)和第二泵(67);同时对第二阳极电解液储罐(8)加热升温即可。

  本发明公开了一种压滤式电解水制氢装置及方法,涉及电解水制氢技术领域。本发明包括电解槽;电解槽内平行设置有若干隔膜;并通过隔膜分隔成若干独立的电解腔;位于电解槽两端的两电解腔内分别设置有阳极电极和阴极电极;位于任意两隔膜之间均设置一隔板组件;隔板组件远离阳极电极的一侧设置成惰性电极、靠近阳极电极的一侧设置成碱性电解水电极;隔膜和惰性电极之间、以及隔膜和阳极电极之间形成阳极电解区域;隔膜和碱性电解水电极之间、隔膜和阴极电极之间形成阴极电解区域。本发明通过阳极电解液储罐、隔膜等的设置,实现两步法电解水产氢产氧空间上的分离,时间上的同步,并能提高氧化还原缓存介质的容量,提高电解水制氢的效率。的效率。的效率。