[发明专利]固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法和装置

说明书

本发明提供了一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法和装置，其中，固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法，包括以下步骤：根据临界电压与泰勒锥顶有质分子表面张力间的关系确定待优化变量；采用有限元法对所述待优化变量进行优化，以获取优化变量；根据所述优化变量构建固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布系统。根据本发明实施例的固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法，能够大大提高固体聚合物电解质电解水制氢的效率。

技术领域

本发明涉及电解水制氢技术领域，具体涉及一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法和一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化装置。

背景技术

氢能作为一种清洁、高效能源日益受到人们广泛的重视。寻找一种廉价，高效和稳定的最佳制氢方法是氢能源商业化应用的关键。固体聚合物电解质(SPE)电解水制氢技术具有效率高、能耗低、电解质性能稳定、安全可靠等优点，在军事、能源、工业、科研等方面用途广泛且发展潜力很大。然而由于SPE膜电极催化剂成本较高，目前为止电解水制氢仍无法达到大规模工业化产氢要求，如何提高产氢效率是其核心问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法，能够大大提高固体聚合物电解质电解水制氢的效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法，包括以下步骤：根据临界电压与泰勒锥顶有质分子表面张力间的关系确定待优化变量；采用有限元法对所述待优化变量进行优化，以获取优化变量；根据所述优化变量构建固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布系统。

通过以下公式生成所述临界电压与泰勒锥顶有质分子表面张力间的关系：

其中，h为夹具和碳板的尖端与平板间的几何距离，l为有质溶液射流的长度，r为尖端针口的外直径，P为尖端泰勒锥顶有质分子表面张力。

所述待优化变量为所述临界电压和所述夹具和所述碳板的尖端与所述平板间的几何距离。

一种固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化装置，包括以下步骤：确定模块，所述确定模块用于根据临界电压与泰勒锥顶有质分子表面张力间的关系确定待优化变量；获取模块，所述获取模块用于采用有限元法对所述待优化变量进行优化，以获取优化变量；构建模块，所述构建模块用于根据所述优化变量构建固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布系统。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法。

一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法。

本发明的有益效果：

本发明能够大大提高固体聚合物电解质电解水制氢的效率。

附图说明

图1为本发明实施例的固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的加入电场分布后的电解水制氢装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的固体聚合物电解质电解水制氢的电场分布优化装置的方框示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。