[發(fā)明專利]一種固態(tài)聚合物電解質(zhì)水電解池的原位再生方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410681297.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105603453A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞紅梅;孫樹(shù)成;邵志剛;韋世慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C25B15/08
• 分類號(hào): C25B15/08;C25B1/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固態(tài)聚合物電解質(zhì)水電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固態(tài)聚合物 電解質(zhì)水電解池的原位再生方法。

背景技術(shù)

目前，堿性電解池依舊是電解制氫技術(shù)的主流，但是由于其高污染、氣體 純度低、能耗大、體積大及電解池的漏堿現(xiàn)象等諸多缺點(diǎn)，亟待電解技術(shù)更新 換代。而固態(tài)聚合物(SPE)水電解池技術(shù)具有氣體純度高、綠色環(huán)保、能耗低、 體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以世界很多制氫公司及科研機(jī)構(gòu)正致力于開(kāi)發(fā)固態(tài)聚合 物電解質(zhì)(SPE)水電解池技術(shù)。但是SPE水電解池的壽命一直制約SPE電解池 發(fā)展的重要因素之一。由于在運(yùn)行過(guò)程中不可避免的接觸管道中的雜質(zhì)及空氣 中的灰塵等，日積月累就會(huì)對(duì)固態(tài)聚合物電解質(zhì)或電催化劑造成污染。其中很 大一部分雜質(zhì)可以通過(guò)清洗等物理方式除掉，使電解池性能再生。以往做法是 將電解池拆開(kāi)，把每片電極單獨(dú)清洗，但工作量太大。

因此，尋找一種快速、高效、低成本的再生方法，對(duì)延長(zhǎng)SPE水電解池的 壽命，推進(jìn)SPE電解池的市場(chǎng)化進(jìn)程，具有非常重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)水電解池的原位方法。具體為： 將性能下降的SPE電解池的通入洗液，清洗一段時(shí)間即可恢復(fù)電解池的性能。 本發(fā)明不用拆卸電解池，操作簡(jiǎn)單，可以高效、快速的恢復(fù)電解池性能，極大 延長(zhǎng)SPE水電解池的壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

將0.1～5mol/L的清洗溶液通入固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)水電解池，清洗 0.01-30h，重復(fù)1～10遍，然后用純凈水或去離子水再清洗0.1～30h，重復(fù)1～10 遍，即可恢復(fù)電解池的性能；

所述的清洗溶液為酸性溶液或堿性溶液，酸性溶液選自H₂O₂水溶液、鹽酸 水溶液、硫酸水溶液或硝酸水溶液中的一種或兩種以上，堿性溶液選自氨水、 氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液中的一種或兩種以上。

清洗溶液的清洗時(shí)間優(yōu)選為0.1～30h，清洗次數(shù)優(yōu)選為1～5遍。

純凈水或去離子水清洗時(shí)間優(yōu)選為0.1～20h，重復(fù)1-5遍；或者，用純凈 水或去離子水先洗0.1～0.5h，重復(fù)1-5遍，再用純凈水或去離子水清洗0.1～10h， 重復(fù)1～5遍。

清洗溶液清洗固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)水電解池的條件優(yōu)選為：0.1～5mol/L 的清洗溶液，清洗0.1～10h，重復(fù)1～5遍；或者，0.1～3mol/L的清洗溶液，清 洗0.1～24h，重復(fù)1～5遍。

所述的清洗方式為將清洗溶液用泵循環(huán)經(jīng)過(guò)水電解池清洗，或?qū)⑶逑慈芤? 通入水電解池浸泡清洗，或?qū)⑶逑慈芤河煤缥ㄍㄈ胨娊獬匮h(huán)或靜態(tài)浸泡 清洗。

清洗時(shí)，清洗溶液同時(shí)或單獨(dú)清洗水電解池的陽(yáng)極腔和陰極腔，再用純凈 水或去離子水同時(shí)清洗陰陽(yáng)極腔。

以上方法可以恢復(fù)電解池性能。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.快速、高效。本發(fā)明節(jié)省了拆裝電解池堆的時(shí)間，可極大提高SPE水電 解池的再生效率。

2.成本低。本發(fā)明采用廉價(jià)的清洗溶液，即可恢復(fù)電解池性能。

總之，本發(fā)明采用成本低廉的再生方法，即可高效、快速的延長(zhǎng)SPE水電 解池的壽命，降低了SPE水電解池的運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)推進(jìn)SPE電解池的市場(chǎng)化進(jìn) 程，具有重要意義。

附圖說(shuō)明

圖1水泵循環(huán)清洗SPE水電解池的工藝流程圖；

圖2再生前后的V-I曲線；

圖3再生前后的壽命曲線。

具體實(shí)施方式

圖1給出了電解池循環(huán)清洗再生的流程簡(jiǎn)圖，1為水罐，2為洗液罐，3為 SPE電解池，4為泵，5、6為截止閥。實(shí)驗(yàn)過(guò)程為將洗液罐2中的清洗液用泵4 通入SPE電解池3中，清洗后關(guān)閉截止閥6，再打開(kāi)截止閥5，切換至水罐1通 入SPE電解池3中完成再生。

實(shí)施例1