[發明專利]中高壓純水水電解制氫系統

無效

• 申請號: 200910027704.7
• 申請日: 2009-05-19
• 公開（公告）號: CN101892492A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 劉振泰;曾壎;沈建躍
• 申請（專利權）人: 無錫尚弗能源科技有限公司
• 主分類號: C25B1/12
• 分類號: C25B1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種水電解制氫系統，特別涉及一種新型的中高壓純水水電解制氫系統。

背景技術：

目前的中高壓水電解制氫裝置均為堿性水電解，系統復雜，補液及操作、維護繁復，成本高，其電解液多數采用KOH或NaOH水溶液，均屬強堿，對設備和管路腐蝕很嚴重，容易造成設備管路泄露致使制氫系統壓力不正常，而且常規堿性中高壓水電解制氫裝置和氫氣壓縮機均有價格昂貴，系統龐大，無法小型化的缺陷；而目前的純水水電解制氫裝置一般不超過4bar，多數是在常壓下運行，必須經過氣體壓縮機多級壓縮才能充裝使用，且對水質要求較高。

發明內容：

本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種中高壓純水水電解制氫裝置。本發明涉及的中高壓水電解制氫裝置采用純水水電解，家用自來水通過簡單過濾裝置就能應用，系統簡單，操作方便，維護成本低；涉及的中高壓水電解制氫裝置通過特殊技術和工藝，產生氫氣的壓力為1～60bar，可以直接對金屬氫化物充氫，大大簡化了設備和結構；其系統結構簡單，模塊化設計，可達到無人值守連續穩定運行，并同時滿足微型化和規模化大生產要求。

本發明所采取的技術方案是：在網絡遠程控制系統、PLC可編程邏輯控制器1的監控下，通過水源(包括自來水等)過濾輸送裝置2后，純水經進口12進入水電解器，在外加直流電的作用下膜電極7處發生電化學反應，電解產生的氫氣的量為0.5～150L/min，氫氣純度＞99.5％，氫氣壓力為1～60bar，產生的高壓氫氣可以通過氫氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置17和氫氣側過濾干燥裝置18，無需進行額外機械壓縮升壓即可滿足不同的充氫需求。而且產生的氧氣則通過氧氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置16釋放，其純度亦可達到灌充標準，以備各種用途使用。此發明系統結構簡單，克服了傳統的堿性條件下電解，無需配置補充堿液，可達到無人值守連續運行。所述的中高壓水電解器主要包括端板、墊片、緩沖板、導電板、膜電極、氣體流量調節閥等。

附圖說明：

圖1為中高壓純水水電解制氫系統的結構圖

具體實施方式：

以下結合附圖對本發明做進一步說明。

圖1所示，1-控制系統，2-水源過濾輸送裝置，3-前端板，4-前墊片，5-前緩沖板，6-前導電板，7-膜電極，8-后導電板，9-后緩沖板，10-后墊片，11-后端板，12-純水進口，13-純水和氧氣混合相出口，14-氫氣和滲透水混合相出口，15-安全閥，16-氧氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置，17-氫氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置，18-氫氣側過濾干燥裝置。所述的控制系統包括網絡遠程控制系統、PLC可編程邏輯控制系統；所述的端板可采用不銹鋼板、鐵板、鎳板或其它耐高壓材料；所述的墊片可采用聚酰亞胺、聚四氟乙烯或其它有機材料；所述的導電板可采用鈦合金、鋁合金等金屬板；所述的膜電極采用常用的全氟磺酸膜等質子交換膜；所述的氣水分離和壓力平衡緩沖裝置采用孔板構件和絲網填料等特殊結構，壓力變送器結合高頻耐壓電磁閥和流量控制器等控制手段；所述的過濾干燥裝置采用金屬粉末燒結材料制成的管狀、片狀和其他結構的濾芯，分子篩和硅膠按比例混合的干燥劑。

實施例：在網絡遠程控制系統、PLC可編程邏輯控制器1的監控下，通過水源(包括自來水等)過濾輸送裝置2后，純水經進口12進入水電解器，在外加直流電0～300A的情況下，直接電解水產生氫氣，產生氫氣的量為4L/min，純度＞99.9％，通過調節氧氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置16和氫氣側氣水分離和壓力平衡緩沖裝置17，將系統壓力調節為25bar，即可直接灌充于金屬氫化物儲氫器中。此發明系統結構簡單，克服了傳統的堿性條件下電解，無需配置補充堿液，可達到無人值守連續運行。