[发明专利]纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置及控制方法

说明书

本发明公开了纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置及控制方法，包括连接电源的直接加氢电解槽、去离子循环系统和液态有机储氢材料循环系统；直接加氢电解槽内依次设置有微孔钛板、电解水催化层、质子交换膜和设置有孔道的新型质子/电子导体催化层；去离子循环系统由温度传感器T₁、氧气气液分离器、去离子水箱、水泵、流量传感器F₁和压力传感器P₁依次相连，温度传感器T₁和压力传感器P₁分别连接微孔钛板的一端；液态有机储氢材料循环系统由压力传感器P₂、氢气气液分离器、液态有机储氢材料存储箱、循环泵、流量传感器F₂和温度传感器T₂依次相连，温度传感器T₂和压力传感器P₂分别连接孔道的一端。本发明能耗小、储氢效率高。

技术领域

本发明属于电解水制氢及液态有机储氢技术领域，具体涉及纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置及控制方法。

背景技术

目前的电解制氢方式，都是将产生的氢气以高压气态型式搜集起来。传统的制氢与储氢过程是，先制氢产生氢气，而后氢气催化产生氢质子，氢质子再注入到液态有机储氢材料中。不仅制作过程复杂，还极大降低了能源效率，增加更多能耗。目前已有的液态有机储氢加氢技术，都是采用传统的化工反应器，一次性把贫氢液态有机储氢材料、催化剂和氢气加足，等待反应。该方法的缺点是刚开始阶段氢气存储很快，但是随着液态有机储氢材料氢含量浓度的慢慢提升，氢气存储越来越慢，存储效率很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置及控制方法，具有储氢效率高和能耗低的特点。

本发明所采用的技术方案是纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置，连接电源的直接加氢电解槽、去离子循环系统和液态有机储氢材料循环系统；

直接加氢电解槽的阳极侧设置有去离子水，阴极侧设置有液态有机储氢材料，直接加氢电解槽从阳极至阴极依次设置有微孔钛板、电解水催化层、质子交换膜和新型质子/电子导体催化层；

微孔钛板与去离子循环系统相连，去离子循环系统由温度传感器T₁、氧气气液分离器、去离子水箱、水泵、流量传感器F₁和压力传感器P₁依次相连，温度传感器T₁和压力传感器P₁分别连接微孔钛板的一端；

新型质子/电子导体催化层与液态有机储氢材料循环系统相连，液态有机储氢材料循环系统由压力传感器P₂、设置有压力传感器P₃和高压氢气阀的氢气气液分离器、设置有浓度传感器C的液态有机储氢材料存储箱、循环泵、流量传感器F₂和温度传感器T₂依次相连，新型质子/电子导体催化层内设置孔道，温度传感器T₂和压力传感器P₂分别连接孔道的一个开口。

本发明的特点还在于：

电解水催化层呈设置有多个微孔。

微孔钛板在直接加氢电解槽中发泡呈微孔状的钛板，可通过水和氧气，防止质子交换膜被压力穿破。

温度传感器T₁、流量传感器F₁、压力传感器P₁、压力传感器P₂、浓度传感器C、流量传感器F₂、温度传感器T₂和压力传感器P₃均与控制器连接；控制器分别与水泵、循环泵和高压氢气阀相连。

纯水制氢与直接液态储氢加氢一体化装置的控制方法，具体按照以下步骤实施：