[发明专利]塔式无膜动态电解槽

说明书

本发明——塔式无膜动态电解槽提出了一种无污染、小体积、大功率、高效利用可再生能源对水进行电解，电解出的氢气与氧气自动分开、输出的装置。本发明采用了发明人首创的技术：引导式无隔膜氢·氧气分离与收集技术，符合尖端释放电子原理的——极针阵列电解技术，横向大面积动态供电技术等。大幅度降低了电解槽的内部损耗；与光伏、风电等电源的动态匹配效果极佳；实现了低品质的电能回收并转化成氢能储存或输送。使可再生能源具备了替代传统化石能源的能力。独特简单的结构设计，更容易用无污染的材料大规模制造，它是由夹板组件(7)、标准分离塔(4‑1)、端子分离塔(4‑2)、框架(5‑1)等零部件装配而成。

本发明——塔式无膜动态电解槽，是一种无污染、小体积、大功率、高效利用可再生能源(光伏、风电等)对水进行电解，并能将电解出的氢气与氧气自动分开，独立输出的装置。

随着人们对生活环境的要求越来越高，对零污染可再生能源的利用尤为迫切。但是由于可再生能源的间歇性、随机性等缺点，目前还没有一种有效的方法和技术，能在零污染的条件下大规模将可再生能源转化、储存和运输，使可再生能源的利用变的十分困难。

传统能源的转化、存储与运输方式是：蓄电池、抽水储能电站、电网输送。

蓄电池的缺点：各种化学液体、固体金属难以回收利用，易污染环境。由于能量的储存密度与体积成正比，因此大规模储存难以实现，且造价昂贵，与化石能源相比没有优势。

抽水储能电站：转化效率低、建造维护成本高、受地形限制，没有大规模应用的可能。

电网输送：对电的质量要求高，要求电压电流十分稳定，对于电网要求范围以外的电能根本无法利用。

氢气是人类最理想的能源，可再生、零污染、能量密度高、储存运输(包括管道输送)技术成熟。可是传统工业制氢，大多使用石油、煤炭、天然气等技术方式，不环保得不偿失。传统电解水制氢技术落后，效率低、体积大、成本高，根本无法大规模生产，替代化石能源更是无从谈起。

一、本发明的目的：

为了解决目前可再生能源——储能能耗高、污染大、体积大、效率低的难题。本发明——塔式无膜动态电解槽：提出了一种无污染、小体积、大功率、高效率，将可再生能源：光伏、风电、水电等，转换为高纯度氢·氧气的装置，目的是要把可再生能源转换为氢能，让不能大规模利用的电能，能以氢气的方式大规模储存，利用传统燃气网络实现大规模可再生能源的能源运输。为可再生能源替代化石能源铺平道路，最终实现零排放零污染的目的。

二、本发明出现的原因：

本人经过对上一项发明——太阳能电解水制氢(氧)装置(专利号：ZL200810172947.5)，在长期使用过程中出现的问题，进行深入研究后发现，它主要还存在以下几个问题：①电解槽的构造不合理、电阻较大、造成电解效率低；②与可再生能源产生的电源的匹配不佳，造成电解效率不高；③整体结构不合理，造成电解槽的内部工作空间利用小；针对这三个问题本发明提出了以下的解决方案。

三、本发明是这样实现的：

在叙述本发明之前首先对说明书附图作如下说明：附图1为集气窗的构造；附图2为标准电极板和端子电极板的构造；附图3为单面电极板的构造；附图4为分离塔的构造；附图5为框架的构造；附图6为夹板的构造；附图7为夹板组件的构造；附图8为本发明的剖视原理图；附图9为局部剖视总装图

下面结合说明书附图1、附图2、…、及附图9来详细叙述本发明的具体结构、装配细节及工作原理：

本发明的构成：它是由集气窗(1-7)、三种电极板[标准电极板(2-6)、端子电极板(2-7)、单面电极板(3-1)]、电极板构成的三种分离塔[标准分离塔(4-1)、端子分离塔(4-2)、单面分离塔(4-3)]、框架(5-1)、夹板(6-1)、夹板组件(见附图7)等零件部构成。

I、集气窗(1-7)的具体结构：