[发明专利]电解水制氧系统、密闭空间空气质量控制系统

说明书

本发明提供了一种电解水制氧系统、密闭空间空气质量控制系统，阴极槽内采用比氢的氧化性强且比氧的氧化性弱的可变价离子的高价态离子溶液作为电解液，在阴极通电情况下，阴极将高价态离子还原为低价态元素，比如单质或离子，而聚集在阴极表面的H⁺不能得到还原而无法形成氢气，从而实现了电解水只产生氧气的目的，并且该制氧系统结构简单，成本低，适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及电解水制氧技术领域，具体涉及一种电解水制氧系统、密闭空间空气质量控制系统。

背景技术

现有的电解水装置因两个电极之间的距离较大，使得电解水效率较低，并且结构复杂装配拆卸困难，导致使用范围受限。再者，通常采用石棉纸作为隔膜会降低氢气与氧气纯度；有些电解装置的气路与电解槽分离的一体化程度低，没有电解液循环体系等。

此外，电解水制氧技术是指利用水电解法制取氧气和氢气的技术。电解水产生的氧气用于生产生活应用，而电解水产生的氢气进行回收。由于氢气是易燃易爆危险气体，所以不能直接将氢气排放到周围环境中。而采用存储瓶对氢气进行回收，由于存储瓶体积较大，导致整个制氧设备的占有体积较大，使用不方便。

因此，继续研究一种电解制氧系统，不仅具有电解效率高、使用范围广、拆卸简单、使用灵活等优点，还可以抑制电解水只产生氧气而不产生氢气，从而避免采用氢气回收装置等额外设备或工艺。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种电解水制氧系统，只产生氧气而不产生氢气，从而省去氢气回收设备或工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电解水制氧系统，包括：

电解槽，包括阳极槽和阴极槽、以及位于阳极槽和阴极槽之间将二者隔离的离子交换膜；

阴极，位于阴极槽，阴极用于聚集氢离子；阴极槽内采用比氢的氧化性强且比氧的氧化性弱的可变价离子的高价态离子溶液的作为电解液；

阳极，位于阳极槽，阴极用于聚集氧离子；其中，

当向阴极和阳极施加电流时，所述电解槽内的水分子被电离形成H⁺和OH^-离子，OH^-向阳极聚集，释放电子，被氧化形成O₂气体，所述H⁺向阴极移动聚集，同时所述阴极槽内，所述高价态离子向所述阴极聚集，吸收阴极的电子，被还原为低价态元素，H⁺不能被还原而不能形成H₂气体。

在一些实施例中，所述可变价离子为III主族离子、IV主族离子、VII主族离子、过渡族金属离子、镧系离子的一种或多种。

在一些实施例中，所述过渡族金属离子为I、II、IV、V、VI、VII、VIII副族中的一种或多种。

在一些实施例中，所述可变价离子的高价态为Pd²⁺,Br⁰,Tl³⁺，Ti⁴⁺,V⁴⁺,Cr⁶⁺,Mn⁷⁺,Fe³⁺,Mo⁶⁺,Bi³⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Ce⁴⁺,Ge⁴⁺,Au³⁺,Pt²⁺,Ag⁺的一种或多种。