[發(fā)明專利]純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810966835.0
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109161917B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張銳明;黃亮;奚軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安瀚海氫能源科技有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/19;C25B15/08;C25B15/027;C25B15/023
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

本發(fā)明公開了純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置及控制方法，包括連接電源的直接加氫電解槽、去離子循環(huán)系統(tǒng)和液態(tài)有機(jī)儲氫材料循環(huán)系統(tǒng)；直接加氫電解槽內(nèi)依次設(shè)置有微孔鈦板、電解水催化層、質(zhì)子交換膜和設(shè)置有孔道的新型質(zhì)子/電子導(dǎo)體催化層；去離子循環(huán)系統(tǒng)由溫度傳感器T₁、氧氣氣液分離器、去離子水箱、水泵、流量傳感器F₁和壓力傳感器P₁依次相連，溫度傳感器T₁和壓力傳感器P₁分別連接微孔鈦板的一端；液態(tài)有機(jī)儲氫材料循環(huán)系統(tǒng)由壓力傳感器P₂、氫氣氣液分離器、液態(tài)有機(jī)儲氫材料存儲箱、循環(huán)泵、流量傳感器F₂和溫度傳感器T₂依次相連，溫度傳感器T₂和壓力傳感器P₂分別連接孔道的一端。本發(fā)明能耗小、儲氫效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解水制氫及液態(tài)有機(jī)儲氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置及控制方法。

背景技術(shù)

目前的電解制氫方式，都是將產(chǎn)生的氫氣以高壓氣態(tài)型式搜集起來。傳統(tǒng)的制氫與儲氫過程是，先制氫產(chǎn)生氫氣，而后氫氣催化產(chǎn)生氫質(zhì)子，氫質(zhì)子再注入到液態(tài)有機(jī)儲氫材料中。不僅制作過程復(fù)雜，還極大降低了能源效率，增加更多能耗。目前已有的液態(tài)有機(jī)儲氫加氫技術(shù)，都是采用傳統(tǒng)的化工反應(yīng)器，一次性把貧氫液態(tài)有機(jī)儲氫材料、催化劑和氫氣加足，等待反應(yīng)。該方法的缺點(diǎn)是剛開始階段氫氣存儲很快，但是隨著液態(tài)有機(jī)儲氫材料氫含量濃度的慢慢提升，氫氣存儲越來越慢，存儲效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置及控制方法，具有儲氫效率高和能耗低的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置，連接電源的直接加氫電解槽、去離子循環(huán)系統(tǒng)和液態(tài)有機(jī)儲氫材料循環(huán)系統(tǒng)；

直接加氫電解槽的陽極側(cè)設(shè)置有去離子水，陰極側(cè)設(shè)置有液態(tài)有機(jī)儲氫材料，直接加氫電解槽從陽極至陰極依次設(shè)置有微孔鈦板、電解水催化層、質(zhì)子交換膜和新型質(zhì)子/電子導(dǎo)體催化層；

微孔鈦板與去離子循環(huán)系統(tǒng)相連，去離子循環(huán)系統(tǒng)由溫度傳感器T₁、氧氣氣液分離器、去離子水箱、水泵、流量傳感器F₁和壓力傳感器P₁依次相連，溫度傳感器T₁和壓力傳感器P₁分別連接微孔鈦板的一端；

新型質(zhì)子/電子導(dǎo)體催化層與液態(tài)有機(jī)儲氫材料循環(huán)系統(tǒng)相連，液態(tài)有機(jī)儲氫材料循環(huán)系統(tǒng)由壓力傳感器P₂、設(shè)置有壓力傳感器P₃和高壓氫氣閥的氫氣氣液分離器、設(shè)置有濃度傳感器C的液態(tài)有機(jī)儲氫材料存儲箱、循環(huán)泵、流量傳感器F₂和溫度傳感器T₂依次相連，新型質(zhì)子/電子導(dǎo)體催化層內(nèi)設(shè)置孔道，溫度傳感器T₂和壓力傳感器P₂分別連接孔道的一個(gè)開口。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

電解水催化層呈設(shè)置有多個(gè)微孔。

微孔鈦板在直接加氫電解槽中發(fā)泡呈微孔狀的鈦板，可通過水和氧氣，防止質(zhì)子交換膜被壓力穿破。

溫度傳感器T₁、流量傳感器F₁、壓力傳感器P₁、壓力傳感器P₂、濃度傳感器C、流量傳感器F₂、溫度傳感器T₂和壓力傳感器P₃均與控制器連接；控制器分別與水泵、循環(huán)泵和高壓氫氣閥相連。

純水制氫與直接液態(tài)儲氫加氫一體化裝置的控制方法，具體按照以下步驟實(shí)施：