[發(fā)明專(zhuān)利]電解槽以及包括有該電解槽的電源單元

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080033166.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102482786A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·韋恩·克拉夫特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: WA技術(shù)控股有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C25B1/04
• 分類(lèi)號(hào): C25B1/04;F01D7/02;H01M8/22;C25B1/02;F01D25/30;F01D15/10;F01D17/06;H02K7/18;F01D1/00;H01M8/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;李德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解槽以及包括有該電解槽的電源單元。

背景技術(shù)

電解是使用直流電來(lái)驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的公知的工藝。在水的電解過(guò)程中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中，液態(tài)水在穿過(guò)水的電流的作用下被分解成氫氣和氧氣。氫氣可以用作向機(jī)器或發(fā)動(dòng)機(jī)供以動(dòng)力的燃料。例如，氫氣可以用于內(nèi)燃機(jī)中的燃燒，或可以燃燒氫氣來(lái)驅(qū)動(dòng)鍋爐或汽輪機(jī)設(shè)備以產(chǎn)生電能。

電解工藝的效率受許多不同參數(shù)的影響，諸如但不限于：施加給電解槽的電壓和電流；電解槽中所使用的電極的形狀和配置；所使用的電解質(zhì)的存在和/或類(lèi)型；以及從電極釋放氣泡的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種電解槽，所述電解槽包括：

具有正極端子和負(fù)極端子的DC電壓源；

電連接至正極的至少一個(gè)電極以及電連接至負(fù)極的至少一個(gè)電極；

DC電壓源能夠輸送在最小電壓V_min≥0伏特與最大電壓V_max＝V_min+Δ之間以周期T循環(huán)的電壓，其中，Δ＞0伏特，并且所述電壓在從V_min向V_max斜升時(shí)具有至少一個(gè)中間峰值。

在一種實(shí)施方式中，DC電壓源以300至2000Hz之間的頻率循環(huán)。

在可替代的實(shí)施方式中，DC電壓源以500至1500Hz之間的頻率循環(huán)。

在另外的實(shí)施方式中，DC電壓源以900至1100Hz之間的頻率循環(huán)。

在一種實(shí)施方式中，DC電壓源在0.6T至0.9T的時(shí)間內(nèi)從V_min斜升至V_max。

在可替代的實(shí)施方式中，DC電壓源在大約2/3T內(nèi)從V_min斜升至V_max。

在一種實(shí)施方式中，Δ可以小于1000伏特。

在相同的或可替代的實(shí)施方式中，Δ小于500伏特。

在相同的或可替代的實(shí)施方式中，Δ小于300伏特。

在相同的或可替代的實(shí)施方式中，Δ是大約250伏特。

DC源能夠產(chǎn)生最高達(dá)100安培的輸出。

在一種實(shí)施方式中，DC源能夠產(chǎn)生最高達(dá)50安培的輸出。

在可替代的實(shí)施方式中，DC源能夠產(chǎn)生2至12安培之間的輸出。

連接至正極端子的電極可以是(a)實(shí)心板或(b)孔板或網(wǎng)中的一種形式，而連接至負(fù)極端子的電極是(a)實(shí)心板或(b)孔板或網(wǎng)中的另一種的形式。

電極可以被樞轉(zhuǎn)地安裝以使得在保持與相應(yīng)的端子電接觸的同時(shí)電極能夠旋轉(zhuǎn)。

在一種實(shí)施方式中，DC電壓源被布置成使得0.05Δ≤V_P1≤0.2Δ。

在相同的或可替代的實(shí)施方式中，所述或每個(gè)中間峰值V_P1可以具有周期T_P1，其中，0.1T≤T_P1≤0.4T。

本發(fā)明的第二方面提供一種電源單元，所述電源單元包括：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電解槽；

電解槽中的一定容量的水，其中，電解槽可以產(chǎn)生氫氣；

能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能夠燃燒氫氣并將燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)換成電能。

在本發(fā)明的第一方面或第二方面中，DC電壓源可以包括可再充電電池和波整形系統(tǒng)，所述波整形系統(tǒng)耦接在電池與正極端子和負(fù)極端子之間以產(chǎn)生循環(huán)DC電壓。

電源單元可以包括可再生能量轉(zhuǎn)換器，所述可再生能量轉(zhuǎn)換器從可再生能源產(chǎn)生電并且與可再充電電池耦接。

能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以與可再充電電池耦接。

能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以包括：熱交換器以及發(fā)電機(jī)，其中，所述熱交換器用于將來(lái)自燃燒的氫氣的熱傳遞給液體以將液體轉(zhuǎn)換成蒸汽，所述發(fā)電機(jī)由蒸汽驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生電。

熱交換器可以包括：用于燃燒氫氣的燃燒器、容納一定容量液體的罐、以及置于燃燒器與罐之間的陶瓷散熱器。

熱交換器可以包括：在密封回路中與罐耦接的凝結(jié)器，其中，在罐中被加熱的液體變相以形成蒸汽，所述蒸汽離開(kāi)罐并且流經(jīng)凝結(jié)器以變相回液體并返回罐。

電源單元可以包括一個(gè)或更多個(gè)汽輪機(jī)，所述一個(gè)或更多個(gè)汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)耦接并且被布置成由蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)，其中，發(fā)電機(jī)由蒸汽通過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)汽輪機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

所述一個(gè)或更多個(gè)汽輪機(jī)可以耦接在密封回路中并且置于鍋爐與凝結(jié)器之間。