[发明专利]碱性水电解装置及其驱动方法

权利要求书

1.碱性水电解装置，其包括：

水电解堆，其包括多个膜-电极组件(MEA)并电解碱性水溶液以产生氢气和氧气；

电压施加单元，其将电解所需的电压输出到所述水电解堆；

电压移除单元，当所述水电解堆处于无负载状态时，所述电压移除单元与所述水电解堆电连接以消耗并移除所述水电解堆的残余电压；和

控制器，其控制所述水电解堆、所述电压施加单元和所述电压移除单元的操作，并且感测水电解堆的电压并将所感测的电压与第一参考电压进行对比，其中第一参考电压是高于理论电解电压的电压；

其中所述电压移除单元包括电压消耗装置和当所述水电解堆处于无负载状态时由所述控制器接通的开关，以将所述电压消耗装置和所述水电解堆电连接；和

其中当所感测的电压等于或低于第一参考电压时，将所述电压移除单元与所述水电解堆电连接以消耗所述水电解堆的残余电压。

2.根据权利要求1所述的碱性水电解装置，其中：

所述水电解堆供有来自电解质槽的碱性水溶液，并且

所述电压消耗装置被构造为安装在所述电解质槽中的辅助加热器。

3.根据权利要求1所述的碱性水电解装置，其中：

所述水电解堆供有通过安装有散热器的管道来自电解质槽的碱性水溶液，并且，

所述电压消耗装置被构造为安装在所述散热器处的冷却风扇。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的碱性水电解装置，其中：

所述多个MEA中的每一个都包括阴离子交换膜(AEM)。

5.根据权利要求1所述的碱性水电解装置的驱动方法，所述驱动方法包括：

第一操作，其中当停止程序启动时将电解质槽的加热器同时关闭，并且降低电压施加单元的输出电压；

第二操作，其中控制器感测水电解堆的电压并将所感测的电压与第一参考电压进行对比；

第三操作，其中当所感测的电压等于或低于第一参考电压时，将电压施加单元关闭，将电压消耗装置与所述水电解堆电连接以消耗所述水电解堆的残余电压；

第四操作，其中所述控制器将所感测的电压与第二参考电压进行对比；和

第五操作，其中当所感测的电压等于或低于第二参考电压时，将电解质循环泵和所述电压消耗装置关闭；

其中第一参考电压是高于理论电解电压的电压并且第二参考电压是低于理论电解电压的电压。

6.根据权利要求5所述的驱动方法，其中：

所述水电解堆包括含有阴离子交换膜(AEM)的单元电池，

所述第一参考电压高于所述单元电池的理论电解电压，并且

所述第二参考电压低于所述单元电池的理论电解电压。

7.根据权利要求5所述的驱动方法，其中：

在第一操作至第四操作中，所述水电解堆供有通过安装有散热器的管道来自电解质槽的碱性水溶液，并且，

在第三操作中，所述电压消耗装置被构造为安装在所述电解质槽处的辅助加热器或安装在所述散热器处的冷却风扇。

8.根据权利要求7所述的驱动方法，其中：

在第三操作中，所述控制器将连接到所述水电解堆的排放阀打开以降低所述水电解堆的内部压力，并将冷却风扇打开以冷却碱性水溶液。

9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中：

第四操作还包括这样的操作，其中当所感测的电压等于或低于第二参考电压时，关闭排放阀并且所述控制器感测所述水电解堆的温度并将所感测的温度与设定温度进行对比。

10.根据权利要求9所述的驱动方法，其中：

当所感测的温度等于或低于设定温度时，执行第五操作，并且

在第五操作中关闭冷却风扇。