[发明专利]利用盐差能直接产氢的设备及其使用方法

摘要

本发明提供一种利用盐差能直接产氢的设备及其使用方法。具体地，所述利用盐差能直接产氢的设备包括反向电渗析装置、阳极液贮存罐、阴极液贮存罐、浓溶液贮存罐和淡溶液贮存罐。根据本发明的技术方案，在不外加电源情况下，利用不同浓度盐溶液的势能差，在反向电渗析装置两侧的阳极室和阴极室里分别采用碱性电解质和酸性电解质，直接在反向电渗析装置的电极上发生水解半反应产生氢气和氧气，并通过气液分离系统在线分离气体。该设备及其使用方法不仅能降低水解制氢能耗，提高电极稳定性，且工艺简单，无需外加能源、无污染，产氢效率高。

主权项

1.一种采用利用盐差能直接产氢的设备生产氢气的方法，所述利用盐差能直接产氢的设备包括：反向电渗析装置，所述反向电渗析装置包括阳极板、阴极板以及设置在所述阳极板和阴极板之间的依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜，其中所述阳离子交换膜的数量与所述阴离子交换膜的数量相等；所述阳极板与所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜一端的阳离子交换膜之间的空间构成阳极室；所述阴极板与所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜另一端的阴离子交换膜之间的空间构成阴极室；所述阳极室具有位于下端的阳极室入口和位于上端的阳极室出口，并且所述阴极室具有位于下端的阴极室入口和位于上端的阴极室出口；所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜中的每对相邻的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间的空间构成依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室，其中n大于或等于1；所述阳极室与所述依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室一端的淡溶液室相邻，并且所述阴极室与依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室另一端的淡溶液室相邻；所述n个浓溶液室中的每一个具有位于下端的浓溶液室入口和位于上端的浓溶液室出口，并且所述n+1个淡溶液室中的每一个具有位于下端的淡溶液室入口和位于上端的淡溶液室出口；阳极液贮存罐，所述阳极液贮存罐具有氧气出口并且与所述阳极室入口和所述阳极室出口流体连通；阴极液贮存罐，所述阴极液贮存罐具有氢气出口并且与所述阴极室入口和所述阴极室出口流体连通；浓溶液贮存罐，所述浓溶液贮存罐与所述n个浓溶液室中的每一个的浓溶液室入口流体连通；和淡溶液贮存罐，所述淡溶液贮存罐与所述n+1个淡溶液室中的每一个的淡溶液室入口流体连通，并且所述方法包括下列步骤：1)使得所述阳极液贮存罐中的碱液经由所述阳极室入口和所述阳极室出口而在所述阳极液贮存罐和所述阳极室之间循环；2)使得所述阴极液贮存罐中的酸液经由所述阴极室入口和所述阴极室出口而在所述阴极液贮存罐和所述阴极室之间循环；3)将所述浓溶液贮存罐中的浓溶液和所述淡溶液贮存罐中的淡溶液分别引入到所述浓溶液室和所述淡溶液室，其中所述浓溶液和所述淡溶液均为强电解质的水溶液，所述浓溶液的强电解质浓度为0.5摩/升以上，所述淡溶液的强电解质浓度为0.01摩/升以上，并且所述浓溶液的强电解质浓度大于所述淡溶液的强电解质浓度；和4)将所述阳极板和所述阴极板之间电连接，其中所述碱液为浓度大于或等于0.05摩/升的强碱性无机盐的水溶液；所述酸液为浓度大于或等于0.05摩/升的强酸性无机酸或有机酸的水溶液。