[實(shí)用新型]電解裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720255419.0
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206692742U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安思卓（南京）新能源有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B9/04;C25B15/02
• 代理公司: 江蘇愛(ài)信律師事務(wù)所32241
• 代理人: 毛啟程

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電解裝置。

背景技術(shù)

氫能源被認(rèn)為是當(dāng)前最有可能替代化石能源的清潔能源之一。相比于化石能源，氫能源是一種可以運(yùn)輸、儲(chǔ)存、高能源效率，且完全無(wú)污染的能源。氫能源可以轉(zhuǎn)化為電能或者熱能，同時(shí)可以應(yīng)用于汽車移動(dòng)應(yīng)用中。

氫氣可以由不同方式生成，比如水電解制氫法。基于水電解制氫的技術(shù)原理，可以衍生為一種完全綠色無(wú)污染的氫能生成方式，特別是利用風(fēng)能或太陽(yáng)能等可再生能源時(shí)。當(dāng)前，隨著風(fēng)電場(chǎng)和光伏電場(chǎng)越來(lái)越普及，可再生能源水解制氫的潛力也越來(lái)越大。但是，由于風(fēng)電、光電等可再生能源不穩(wěn)定不連續(xù)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)利用新能源高效的制備氫氣。例如，當(dāng)風(fēng)電資源豐富，風(fēng)電能源輸出超過(guò)制氫系統(tǒng)額定最大功率，這其中將會(huì)產(chǎn)生大量的浪費(fèi)。同時(shí)，傳統(tǒng)水電解制氫技術(shù)對(duì)電能的消耗巨大、成本偏高，所以利用新能源來(lái)進(jìn)行水電解制氫無(wú)法普及，氫能源的應(yīng)用也受到影響。

很多先前專利均嘗試解決上述問(wèn)題，提升制氫效率，降低生產(chǎn)成本來(lái)進(jìn)行制氫。針對(duì)波動(dòng)能源電壓，主要分為兩類解決手段。

第一類，是將水電解制氫的電解槽分解為若干子電解槽(單元)，同時(shí)利用控制系統(tǒng)獨(dú)立控制各個(gè)單元；例如美國(guó)專利No.2011/0155583High efficient hydrogen generation with green energy powers描述了一種含有多個(gè)子電解槽的水電解制氫系統(tǒng)，可以根據(jù)電源的變化通過(guò)獨(dú)立控制系統(tǒng)控制每個(gè)子電解槽的啟停。但是這種結(jié)構(gòu)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)增加了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。

第二類，是加入了電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，控制不穩(wěn)定電源轉(zhuǎn)的電壓或者電流。美國(guó)專利No.78927407描述了一種利用光伏能源進(jìn)行制氫的系統(tǒng)，利用DC/DC轉(zhuǎn)換器，將光伏能源電壓轉(zhuǎn)換為電解槽工作電壓。該技術(shù)不僅會(huì)額外增加電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的成本，同時(shí)會(huì)造成極大地能量損失。

一些先前專利同時(shí)利用了第一類和第二類專利的組合(例如美國(guó)專利No.7906007Electrolytic hydrogen generation with adjustable operating capacity)，從長(zhǎng)期應(yīng)用以來(lái)，不僅增加了生產(chǎn)運(yùn)行成本，也造成了能源損失。

因此，如何有效提高用于水電解制氫的電解槽對(duì)波動(dòng)電源的適應(yīng)性，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提高能源利用率，減少可再生能源的浪費(fèi)，是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種電解裝置，用以有效提高用于水電解制氫的電解槽對(duì)波動(dòng)電源的適應(yīng)性，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提高能源利用率，減少對(duì)可再生能源的浪費(fèi)。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電解裝置，包括：電解槽，由多個(gè)極板串聯(lián)構(gòu)成，相鄰兩個(gè)極板之間構(gòu)成一電解小室；且所述多個(gè)極板包括：第一端極板，設(shè)置于電解槽的一端，且連接電源的正極；第二端極板，與所述第一端極板相對(duì)的設(shè)置于所述電解槽的另一端；N個(gè)雙極板，所述N個(gè)雙極板等間隔分布于所述第一端極板和所述第二端極板之間；其中，從第一端極板開(kāi)始計(jì)算，第M個(gè)極板帶有一觸點(diǎn)，M根據(jù)如下公式計(jì)算：

式中，N為正整數(shù)，x＝0,1,2,…,N+2，D大于1，D與M的關(guān)系為：當(dāng)D的值為整數(shù)時(shí)，D＝M；當(dāng)D的值非整數(shù)時(shí)，D向上取整的值為M；導(dǎo)軌，與所述電解槽相互絕緣的設(shè)置；導(dǎo)軌連接頭，設(shè)置于所述導(dǎo)軌上，同時(shí)連接所述電源的負(fù)極、一所述觸點(diǎn)；控制器，連接所述電源、所述導(dǎo)軌連接頭，用于檢測(cè)電源電壓，并根據(jù)電源電壓控制所述導(dǎo)軌連接頭沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)，以使所述導(dǎo)軌連接頭與對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)連接。

優(yōu)選的，所述電解裝置還包括步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)同時(shí)連接所述控制器、所述導(dǎo)軌連接頭，用于接收所述控制器發(fā)送的控制信息，并根據(jù)所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)軌連接頭沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)至對(duì)應(yīng)位置。

優(yōu)選的，所述電解裝置還包括直線位移傳感器，安裝于所述導(dǎo)軌上，并與所述控制器、所述導(dǎo)軌連接頭連接，用于檢測(cè)所述導(dǎo)軌連接頭在所述導(dǎo)軌上的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送至所述控制器。

本實(shí)用新型提供的電解裝置，通過(guò)在構(gòu)成電解槽的多個(gè)極板中，選擇少量極板設(shè)置觸點(diǎn)，根據(jù)電源電壓的情況，選擇相應(yīng)的觸點(diǎn)接入電解回路，有效實(shí)現(xiàn)水電解制氫電解槽對(duì)波動(dòng)電源(例如可再生能源，風(fēng)電、光伏等)的0-100％適應(yīng)性，大幅降低成本、提高能源利用效率、減少可再生能源浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的電解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。