[發(fā)明專利]電解水制氫的系統(tǒng)、合成甲醇系統(tǒng)及其所用的極板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410431792.8
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN104164679B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚延泰
• 申請（專利權(quán)）人: 譚延泰
• 主分類號(hào): C25B1/06
• 分類號(hào): C25B1/06;C25B9/18;C25B11/00;C07C29/151;C07C31/04
• 代理公司: 北京市安倫律師事務(wù)所11339
• 代理人: 劉良勇

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種電解水制氫的系統(tǒng)、用電解水所制得的氫氣合成甲醇的系統(tǒng)以及用于電解水制氫的系統(tǒng)、合成甲醇系統(tǒng)的極板。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)電解水制造氫氣的工藝中，當(dāng)外加電解電壓必須不小于分解電壓時(shí)，才能持續(xù)地電解電解液中的水而獲取氫氣。但是，由于電解水制造氫氣其耗能巨大，因而在傳統(tǒng)制氫工業(yè)中一直未被大規(guī)模推廣使用。

比如公開號(hào)為CN102758212A中國專利申請所記述的電解水制氫的裝置及其方法，其解決了在傳統(tǒng)的最小電解電壓之下就能電解水而制取氫氣。然而，在公開號(hào)為CN102758212A中國專利申請中，存在高電解液電阻和電解液壓降的問題。?

此外，現(xiàn)代社會(huì)碳排放超標(biāo)、能源枯竭，而人類生存又時(shí)時(shí)刻刻離不開能源，熱機(jī)的能源轉(zhuǎn)化效率低下，浪費(fèi)大量能源，排出大量廢熱及污染物。雖然，SPE電解水及燃料電池技術(shù)具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、無污染的優(yōu)點(diǎn)有著廣泛的發(fā)展前景，過高的成本，質(zhì)子交換膜不能承受高溫、高壓力的缺點(diǎn)成為該技術(shù)發(fā)展的瓶頸。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的范圍只由后附的權(quán)利要求書所規(guī)定，在任何程度上都不受這一節(jié)發(fā)明內(nèi)容的陳述所限。

本發(fā)明提供一種電解水制氫系統(tǒng)，包括：具有第一極板的第一反應(yīng)室；具有第二極板的第二反應(yīng)室；用于向所述第一極板和所述第二極板供電的電源模塊；用于從所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室分別抽取氫氣和氧氣的氣體收集裝置；其中，所述第一極板和所述第二極板分別具有比表面積大的導(dǎo)電材料。?

優(yōu)選地，所述第一極板具有第一極板構(gòu)件和第二極板構(gòu)件，所述第一極板構(gòu)件上具有比表面積大的導(dǎo)電材料，所述第二極板構(gòu)件的外部具有絕緣層，其中所述第一極板構(gòu)件和所述第二極板構(gòu)件分別接在所述電源模塊的兩極；所述第二極板具有第三極板構(gòu)件和第四極板構(gòu)件，所述第三極板構(gòu)件的外部具有絕緣層，所述第四極板構(gòu)件上具有比表面積大的導(dǎo)電材料，其中所述第三極板構(gòu)件和所述第四極板構(gòu)件分別接在所述電源模塊的兩極。?

優(yōu)選地，所述第一極板和所述第二極板的結(jié)構(gòu)相同，兩者均包括導(dǎo)電框架、子極板、與所述導(dǎo)電框架連接的第一電極和與所述子極板電連接的第二電極，其中所述子極板放置在所述導(dǎo)電框架上，并且所述第一電極和所述第二電極分別接在所述電源模塊的兩極。?

優(yōu)選地，所述子極板包括外層絕緣導(dǎo)電板、導(dǎo)電下底板和所述比表面積大的導(dǎo)電材料。?

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電下底板具有凹槽，在所述凹槽中放置有所述比表面積大的導(dǎo)電材料，所述述凹槽的上面的開口由所述外層絕緣導(dǎo)電板封蓋，而所述凹槽的兩側(cè)面的開口不封蓋。?

優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室之間具有液體調(diào)換裝置，所述液體調(diào)換裝置能夠調(diào)換所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室之中的液體。?

優(yōu)選地，所述電源模塊具有極性調(diào)換裝置，通過所述極性調(diào)換裝置調(diào)換所述電源模塊的輸出極性，從而改變所述第一～四極板構(gòu)件各自的極性。?

優(yōu)選地，所述電源模塊具有極性調(diào)換裝置，通過所述極性調(diào)換裝置調(diào)換所述電源模塊的輸出極性，從而改變所述第一電極和所述第二電極各自的極性。?

優(yōu)選地，還包括控制單元，用于控制所述液體調(diào)換裝置和所述極性調(diào)換裝置的運(yùn)行。?

優(yōu)選地，還包括用于補(bǔ)充電解液在反應(yīng)中失去的水補(bǔ)充水注入裝置、用于使所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室中的液體各自循環(huán)流動(dòng)的自循環(huán)裝置、用于對所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室中的液體進(jìn)行加熱的加熱裝置。?

優(yōu)選地，還包括溶液暫儲(chǔ)室，所述溶液暫儲(chǔ)室在調(diào)換所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室之中的液體時(shí)用于存儲(chǔ)液體。?

本發(fā)明還提供一種電解水制氫的方法，包括以下步驟：向具有第一極板的第一反應(yīng)室和具有第二極板的第二反應(yīng)室中注入水；電源模塊向所述第一極板和所述第二極板供電使得所述第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室中的水被電解成氫氣和氧氣；啟動(dòng)氣體收集裝置，分別從所述第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室中抽取電解生成的氫氣和氧氣；其中，當(dāng)所述電源模塊內(nèi)的電流小于一預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)液體調(diào)換裝置調(diào)換所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室之中的液體，或者調(diào)換所述電源模塊的輸出極性從而改變所述第一極板和所述第二極板各自相應(yīng)的極性。?

優(yōu)選地，還包括向電解液補(bǔ)充在反應(yīng)中失去的水。?

優(yōu)選地，還包括對所述第一反應(yīng)室和所述第二反應(yīng)室中的液體進(jìn)行加熱。?