[实用新型]一种用于纯水SPE电解水器的供水-冷却-控温一体化系统

说明书

本实用新型公开了一种用于纯水SPE电解水器的供水‑冷却‑控温一体化系统。包括纯水水箱、进水泵、电解水器和散热器；所述纯水水箱上开设有水箱补水口和氧气排出口，且设置有电导率探头；所述纯水水箱通过导管与电解水器连接，所述电解水器与散热器连接，所述散热器与纯水水箱连接；所述纯水水箱与电解水器之间设置有进水泵，所述电解水器与散热器之间设置有调节器；所述调节器还通过管道与散热器与纯水水箱之间的管道连接；所述散热器与纯水水箱之间设置有金属离子去除器。本实用新型解决了传统电解水器需要二个系统分别实现供水及散热的问题，通过一个回路系统即解决了电解水器的同时供水和散热问题，可简化系统和降低电解水器的成本。

技术领域

本实用新型涉及纯水电解制氢领域，具体涉及一种用于纯水SPE电解水器的供水-冷却-控温一体化系统。

背景技术

纯水SPE电解制氢主要是纯水在电解水器中电解产生氢气和氧气（结构示意图见图2）。固体聚合物电解质膜的两面沉积或者粘合催化剂制得的薄膜电极置于电解器中的（单，或者双）极板的阳极和阴极之间，密封形成一个电解池单元或者多个电解池通过共用双极板组合（串联）在一起的电堆，通入纯水并加上外电源时，水分子在阳极被氧化析出氧气、氢离子和电子；氢离子穿过膜电极从阳极侧到达阴极侧，电子通过外电路传递到薄膜电极阴极侧，二者在阴极侧结合形成氢气。在电解过程中，需要持续不断地给阳极侧补充水分，同时，电解过程中会在电极上产生大量热量，这部分热量若持续累计，会使得膜电极过热，进而引起质子交换膜降解、催化剂脱落等严重问题，破坏膜电极结构，引起电极性能衰减。然而，电解水器在电解水时，一定的温度又能提高催化剂的反应活性和反应速率，因此一般需将温度控制在合适范围内，以提高电解水器的电解性能。因此，及时移除多余的热量、控制好电解水器的温度对于提高电解性能、延长膜电极寿命、降低能量消耗具有十分重要的意义。

为了实现以上目标，目前的电解技术一般都是设置供水和冷却两个相互独立的系统。中国发明专利CN 109338392 A公开了一种水电解制氢设备的综合处理装置，该综合处理装置包括壳体、电源、电解箱和储气罐，其中分别设置了原料供给系统和电解箱冷却系统：电解箱与电解箱上部的原料供给循环系统相连完成原料的供给，而电解箱的冷却则由设置于电解箱底部的专门的冷却系统完成；中国发明专利CN101775611A公开了一种自对流散热的电解水氢氧气体发生器，该电解水装置在原料供给箱上部设置单独的冷却水箱，利用电解时产生的热量加热原料供给箱上部冷却水箱中的水，完成自对流散热，在这套装置中，原料供给系统与冷却系统亦是两个相互独立的系统。两个系统的设置增加了系统的复杂性和制造成本，因此，有必要对电解水器系统进行改进。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种纯水SPE电解水器供水-冷却-控温一体化系统及其使用方法。

本实用新型技术方案如下。

一种用于纯水SPE电解水器供水-冷却-控温一体化系统，包括纯水水箱、进水泵、电解水器和散热器；所述纯水水箱上开设有水箱补水口和氧气排出口，且设置有电导率探头；所述纯水水箱通过导管与电解水器连接，所述电解水器与散热器连接，所述散热器与纯水水箱连接；所述纯水水箱与电解水器之间设置有进水泵，所述电解水器与散热器之间设置有调节器；所述调节器还通过管道与散热器与纯水水箱之间的管道连接；所述散热器与纯水水箱之间设置有金属离子去除器；所述散热器内部设置有散热风扇。

本实用新型还包括第一温度传感器、第二温度传感器和温度控制器；所述第一温度传感器设置于散热器与金属离子去除器之间的管道上；所述第二温度传感器设置于调节器与电解水器之间的管道上，所述温度控制器与第一温度传感器、第二温度传感器、电导率探头、散热风扇、调节器和进水泵之间电性连接。

一种用于纯水SPE电解水器供水-冷却-控温一体化系统的使用方法，包括如下步骤：