[发明专利]电解水制纯氢的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用纯净水通过电解制纯氢作为新环保能源气体的系统，更具体地说，其涉及一种所制的氢气可在各行热能中的利用，如气割、熔化炉、燃烧炉、还原剂等方面利用的电解水制纯氢的系统及其方法。

背景技术

目前，采用电解结构对纯净水进行电解以获得氢的技术难以大范围普及。其关键在于传统电解结构在电解水过程中需要损耗大量电能并且其电解效果较为一般。由于需要损耗大量电能从而导致成本增加，因此，当前采用电解方式来制氢的技术的发展进入瓶颈阶段。如何攻克上述技术难题，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种设计巧妙、析氢效果好、能够大量节省电能的电解水制纯氢的系统。

本发明的第二个目的在于提供一种采用上述系统的方法。

为解决上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，一种电解水制纯氢的系统，其包括电解槽、电源、控制装置、氢液冷却结构、氧液冷却结构、氢液分离结构、氧液分离结构、氢气罐、氧气罐，所述电解槽分别与电源、控制装置连接，以及，所述控制装置经氢液冷却结构后与氢液分离结构连通，所述电解槽经氧液冷却结构后与氧液分离结构连通，以及，所述氢液分离结构与氢气罐连通，所述氧液分离结构与氧气罐连通；在所述电解槽中，其包括至少两个耐碱胶板，在所述耐碱胶板两侧都开有导流槽，在每一耐碱胶板两侧各设有一块电极板，在位于两外侧的耐碱胶板的外侧的电极板上各紧靠有一块绝缘厚胶板，在上述两绝缘厚胶板外侧都设有一块端板，在所述端板上设有电源连接触点，上述的两端板以及该两端板之间的带电极板的耐碱胶板、绝缘厚胶板通过拉杆、螺母紧固形成一完整的整体槽；在相邻的耐碱胶板之间形成一个电解室，所述电解室由上述的相邻耐碱胶板的各自相对应一侧的导流槽、一母板、一子板、一隔离膜组成，上述的其中一块耐碱胶板的相应电极板作为母板以及上述的另一块耐碱胶板的相应电极板作为子板，所述隔离膜设在母板、子板之间；在每一电解室中，所述的母板、子板之一成为阴电极板以及剩下的母板、子板中的另一板成为阳电极板，以及，相应耐碱胶板的导流槽与所述的阴电极板配合充当氢气导气槽和氢液导液槽和另一耐碱胶板的对应导流槽与所述的阳电极板配合充当氧气导气槽和氧液导液槽；所述电源为高频直流电源。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，在所述电极板表面喷涂有活性材料层。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，所述电源连接触点是铜电源连接触点。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，在所述相应端板、绝缘厚胶板之间设有大胶圈；在所述电极板外套有层电极板密封胶圈，内层的电极板密封胶圈为平板圈以及外层的电极板密封胶圈为“O”型圈。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，所述电极板的面积不小于.平方米；所述隔离膜为薄的、导电密度大的隔离膜并且母板、子板通过相应隔离膜均匀配合。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，其还包括氢气清洁干燥结构、氧气清洁干燥结构；所述氢气清洁干燥结构与氢气罐连通，所述氧气清洁干燥结构与氧气罐连通；所述氢液分离结构通过管道与电解槽连通，所述氧液分离结构通过管道与电解槽连通。

在上述的一种电解水制纯氢的系统中，其包括与氧气罐连接的压力调节结构，以及，还包括分别与所述氢气罐连通的氧微量分析仪、氢气流量检测结构，该氢气流量检测结构还与所述控制装置连接。

另一方面，一种电解水制纯氢的方法，其包括步骤如下：

8.1采用由高频直流电源形成的直流电直接给电解槽供电并且保证供电的直流电压参数为2.1V～2.5V；

8.2在所述电解槽1中，使每一隔离膜在对应的母板、子板之间紧接合以保证母板、子板的均匀分布电流，同时，增加母板、子板面积使母板、子板的工作电流密度都不高于300安/平方米；

8.3采用控制装置对电解槽进行实时控制并产生氢液和氧液；

8.4对上述氢液和氧液进行冷却后，使氢液、氧液分离出氢气、氧气、液体并对氢气回收利用。

在上述的一种电解水制纯氢的方法中，在步骤8.1中，所述的直流电压参数为2.315V、2.305V或2.325V。

在上述的一种电解水制纯氢的方法中，在步骤8.2中，在所述母板、子板上喷涂活性材料；在步骤8.4中，使所述液体回流给电解槽继续进行电解利用，以及，对所获得的氢气先进行清洁干燥后再回收利用。

本发明通过采用上述的系统和方法，其具有的有益效果如下：