[发明专利]在硫碘循环制氢中以电化学分解HI制氢的方法及装置

摘要

本发明涉及硫碘循环制氢技术，旨在提供一种在硫碘循环制氢中以电化学分解HI制氢的方法及装置。该方法包括：以单电池作为反应器，具有阳极石墨电极、阴极石墨电极，并以质子交换膜作为隔膜；阳极侧注入来自硫碘循环制氢系统的HIx相溶液，阴极侧注入去离子水；通电进行分解反应，阳极侧HIx相溶液中的I^‑被氧化为I₂，生成的H⁺通过质子交换膜到达阴极侧，在阴极被还原为氢气；阳极侧的HIx相溶液在电解反应后循环回Bunsen反应器中作为Bunsen反应原料，阴极生成的氢气送出。本发明直接运用电化学的方法来分解HIx溶液，省去了原模块中需要的浓缩、精馏过程，大大简化了流程和设备。在阴极产生氢气，不用考虑与HI气体的分离问题。

主权项

1.一种在硫碘循环制氢中以电化学分解HI制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以单电池作为电化学分解HI制氢的反应器，单电池具有阳极石墨电极、阴极石墨电极，并以质子交换膜作为隔膜；向单电池阳极侧的电解液腔注入HIx相溶液，向阴极侧的电解液腔注入去离子水；HIx相溶液来自硫碘循环制氢系统并经液液分离，控制溶液中的HI浓度为6.0～9.0mol/kgH₂O，碘单质浓度为3.6～10.8mol/kgH₂O；(2)通电进行分解反应，控制单电池中电流密度恒定在100mA/cm²，操作反应条件为常压、温度30～75℃；每隔两分钟测量一次单电池的电解电压；(3)经过分解反应，阳极侧HIx相溶液中的I^‑被氧化为I₂，生成的H⁺通过质子交换膜到达阴极侧，在阴极被还原为氢气；(4)阳极侧的HIx相溶液在电解反应后碘单质浓度上升，将其循环回Bunsen反应器中作为Bunsen反应原料，阴极侧的去离子水在电解反应后循环回阴极储液罐，阴极生成的氢气由经过在线氢气分析仪的管路送出。