[發明專利]一種產氫發電的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410076942.8
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103820807B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 陳慶云;房孝文;付蓉;王云海
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C25B1/10
• 分類號: C25B1/10
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳,張波濤

1.一種產氫發電的裝置，其特征在于，所述裝置包括：電化學池以及設置在電化學池內將電化學池分為陽極室和陰極室的離子交換膜，在陰極室和陽極室內分別設置有陽極和陰極，陽極與陰極通過導線與電阻相連接；其特征在于：陽極由能高效電氧化相應底物的催化劑及陽極基底組成，陰極采用具有較低析氫過電位的材料；陽極室中盛有上述底物及中性或堿性的電解質溶液，陰極室內盛放有中性或酸性的電解質溶液，且所述底物能被上述催化劑催化氧化并進一步在陰極室的作用下產生氫氣。

2.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：優選的，所述陽極基底是碳布、石墨、碳氈、鈦片、鈦網或鎳網；所述催化劑是鉑碳、鉑釕碳、鉑·氧化鎢或鎳·錫合金；所述陰極的材料是鉑或鎳合金。

3.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述底物為甲醇、乙醇、葡萄糖或尿素。

4.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述陽極室內的電解質溶液為硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述陰極室內的電解質溶液為硫酸鹽水溶液、磷酸鹽水溶液、硫酸水溶液或鹽酸水溶液。

5.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述離子交換膜采用雙極性膜。

6.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述電化學池由耐酸耐堿腐蝕的材料制成。

7.根據權利要求6所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述耐酸耐堿腐蝕的材料為聚四氟乙烯、有機玻璃或無機玻璃。

8.根據權利要求2所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述催化劑涂覆于陽極基底上。

9.根據權利要求1所述的產氫發電的裝置，其特征在于：所述電阻兩端并聯有電壓表，用于測量電阻兩端的電壓。

10.一種利用權利要求1所述的產氫發電的裝置進行產氫發電的方法，其特征在于，包括下列步驟：在陽極基底上涂覆催化劑；將陰極室和陽極室用離子交換膜分隔；在陽極室內加入底物和中性或堿性的電解質溶液，所述底物能被上述涂覆在陽極基底上的催化劑電催化氧化；在陰極室內加入中性或酸性的電解質溶液；在陽極與陰極之間通過導線外接一電阻，電阻兩端并聯電壓表，用于測量電阻兩端的電壓；涂覆于陽極基底上的催化劑將陽極室內的底物催化氧化，釋放出電子和質子，電子經外電路傳遞到陰極，產生電能；而質子則通過電解質傳遞到陰極，在陰極質子和電子結合，產生氫氣。