[發明專利]太陽-氫能系統

無效

• 申請號: 200810228596.5
• 申請日: 2008-11-06
• 公開（公告）號: CN101407922A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 范增勛
• 申請（專利權）人: 范增勛
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能、風能、氫能等可再生能源與新能源技術領域，是一種 太陽能-氫能-用戶的可再生能源鏈系統。

背景技術

環境污染和能源危機已日益嚴峻，直接威脅著人類的生存和發展。用太陽 能、風能發電是一種清潔、友好、無窮無盡的可再生能源，太陽能不只意味著 來自太陽的陽光，還有一些太陽間接創造的能量，比如風力發電、電力發電、 海洋熱能和海浪潮汐等，但由于太陽能、風能等可再生能源的間歇性和不易儲 存及運輸等特點，需要一種高效清潔的能源載體作為可再生能源和用戶之間的 橋梁。氫能以其清潔、高效的特點被公認為未來最有潛力的能源載體。在目前 的各種制氫技術中，利用可再生能源所產生的電能作為動力來電解水是最為成 熟和最有潛力的技術。太陽和氫能的“聯合”稱為太陽-氫能系統，構成了太陽 能-氫能-用戶的能源鏈。(見圖3)

說明內容

本發明的目的是提供一種電解水制取氫的新技術，該技術的理論基礎是將 制取氫所耗掉的電量回收，用回收的電量再使電解槽產生電解所需的電壓，如 此反復，可大大降低電解所耗費的電能。

下面采用對比的方法對本發明的電解技術加以闡述。

見圖1，這一個電解槽，E為直流電源，該系統中有電流I流通，在陰極附 近有2H⁺+2e＝H₂。我們先從物理含義方面講述傳統的電解制氫技術的缺點所在。

假定電解槽兩端有I電流流過，時間為t，則其電量Q＝IT。假定η＝100％。 由于Q的存在，在電解槽兩端有電壓U，總能量W＝UIT。當I流通t時間，在陰 極表面附近必然有Q/2的氫分子數逸出。實際上，當有Q/2分子數逸出之后， Q＝IT不存在了，U也不存在了，W＝0，即整個能量耗盡，整個過程就結束了，再 也不會有一個H₂分子逸出。這是傳統的電解技術的致使的、不可克服的缺點。

下面我們仍看圖1，該系統電耗為W＝UIT，U是維持電解槽兩端電壓，I是 維持其電流，t是時間＞0，在這三個物理量中，t是時間，不可能做技術變化， 但是，上式可以變成W＝UIT＝UQ……(1)

本發明能夠使整個物理概念非常明確。其中U是維持電解槽兩端電壓，Q就 不是電流的概念了，而是在陰極附近，2H⁺+2e中的2e的概念。也就是說，電解 H₂量不在I大小，而在于供給電解系統的電量多少。

再看U與電量Q在電解系統中的依存關系。有U，說明有Q；有Q也必然形 成U。沒有U也就可以說沒有Q；沒有Q也建立不起來U。這就是U、Q的依存關 系。

根據公式(1)得出電解系統氫氣由電量Q決定，又由于U、Q的依存關系， 我們沒計出在電解制氫過程中，一方面進行電解制取氫氣，同時把制取氫氣所 耗掉的電量回收。我們把它叫做在電解過程中的U、Q分開，這是本發明的基本 理論基礎。有了回收的電量Q，就有與Q相當的電壓。這樣H₂電解出來以后，電 量Q以及與之相當的電壓仍然存在，所以也就有與Q及相當電壓決定的能量W 存在，能量沒有因制取氫氣而全部消耗掉，也是與傳統的電解制氫技術的根本 區別。

實現上述原理所需的裝置敘述如下：

電解水制氫裝置，其特征在于：該裝置由供電電源、電解槽、電量回收裝 置、控制器構成，供電電源分別與電解槽和控制器相連接，用來給電解槽和控 制器供電；電解槽與電量回收裝置相連接，電量回收裝置里裝有陰極板和陽極 板，通過陰極板和陽極板組成的電場一方面回收電解所消耗的電量，另一方面 將所回收的電量再次輸送到電解槽中，供給電解所需的電壓；控制器與電量回 收裝置相連接，用來控制電量回收的時間和數量，控制器由PLC可編程序控制 器和控制開關組成。

PLC可編程序控制器和控制開關是市場上的市售產品。

本發明所提供的電解制取氫氣的技術和裝置是科技發展只上電解水制取氫 氣的突破，將制取氫氣所耗掉的電量回收，用回收的電量再使電解槽產生電解 所需的電壓，如此反復，可大大降低電解所耗費的電能。這項發明的出現將使 人類高效、廉價地利用太陽-氫能可再生能源系統。

附圖說明

圖1是傳統的電解水制氫裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的電解水制氫裝置的結構示意圖。