[发明专利]一种电解水制氢制氧反应装置

权利要求书

1.一种电解水制氢制氧反应装置，其特征在于，包括无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽、两套气液分离器(分别用于分离氢气和碱液以及氧气和碱液)、两套干燥管(分别用于干燥氢气和氧气)、碱液箱、储氢罐、储氧罐和硅胶管。

2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢制氧反应装置，其特征在于，所述的无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽包括阴极端板、阴极极板、自支撑型过渡金属阴极材料、石棉、自支撑型过渡金属阳极材料、阳极极板和阳极端板。

3.根据权利要求1所述的一种电解水制氢制氧反应装置，其特征在于，相对于现有的质子交换膜电解水设备，无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽无需贵金属材料和质子交换膜，大幅度降低了反应装置的整体成本。

4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢制氧反应装置，其特征在于，相对于碱性电解水设备，无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽具有宽的运行功率范围和快电负荷响应速度，更有利于反应装置匹配波动的可再生能源。

5.根据权利要求1所述的一种电解水制氢制氧反应装置，其特征在于，电解水制氢制氧反应装置配备有两套气液分离器和两套干燥管，可实现干燥氢气和氧气的同步收集。

6.根据权利要求2所述的一种无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽，其特征在于，所述的阴极极板内侧设有碱液流动通道，便于碱液的快速流动。

7.根据权利要求2所述的一种无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽，其特征在于，所述的自支撑型过渡金属阴极材料和自支撑型过渡金属阳极材料包括但不限于泡沫镍、泡沫铁、泡沫铁镍和泡沫镍钼等自支撑型材料及其改性材料。

8.根据权利要求2所述的一种无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽，其特征在于，所述的自支撑型过渡金属阴极材料可以同时充当析氢反应催化剂和集流体的双重作用，自支撑型过渡金属阳极材料可以同时充当析氧反应催化剂和集流体的双重作用。

9.根据权利要求2所述的一种无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽，其特征在于，所述石棉的厚度为1～5mm。

10.根据权利要求2所述的一种无集流体无质子交换膜自支撑型电极的电解槽，其特征在于，

由于阴极材料和阳极材料可以同时充当化学反应催化剂和集流体的双重作用，进一步提升了所述电解水制氢制氧反应装置的能量转化效率，当泡沫铁镍电极面积为75cm²时，每分钟制氢量超过320mL，制氧量超过160mL。