[發明專利]一種基于鉛網的水分解制氫裝置及其制備方法和使用方法

有效

• 申請號: 202011188670.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112251765B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 康帥;陸文強;薛鳳娟;付勰;王亮;馮雙龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/031;C25B11/052;C25B11/061;C25B11/079;C25B11/081
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發

1.一種基于鉛網的水分解制氫裝置，其包括陽極、陰極和隔膜，其特征在于，其使用氧化鉛薄片覆蓋的鉛網作為陽極，使用鍍鉑鉛網或鈦網或合金網作為陰極，使用質子交換膜（PEM）作為隔膜。

2.根據權利要求1所述的基于鉛網的水分解制氫裝置，其特征在于：陽極、隔膜和陰極依序疊置構成水分解制氫裝置主體。

3.根據權利要求2所述的基于鉛網的水分解制氫裝置，其特征在于：在陽極的延伸段和陰極的延伸段分別設置有直流電源接口；在制氫過程中，直流電源通過直流電源接口與基于鉛網的水分解制氫裝置接通，電源負極中流出的電子通過陰極流入電解液，同時在陰極表面發生還原反應，陰極附近的電解液的氫離子得電子生成氫氣。

4.根據權利要求3所述的基于鉛網的水分解制氫裝置，其特征在于：質子交換膜（PEM）為全氟磺酸型質子交換膜、Nafion重鑄膜、非氟聚合物質子交換膜或新型復合質子交換膜。

5.一種基于鉛網的水分解制氫裝置的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，制備陽極鉛網；用濺射鍍膜機在鉛網上鍍一層納米鉑金直接用作陽極；或者把鉛網放在裝有濃氨水的聚四氟乙烯杯里，在180℃高溫高壓反應6小時到72小時，在鉛網上生長一層氧化鉛片用作陽極；

步驟2，制備陰極，用濺射鍍膜機在鉛箔上鍍一層納米鉑金直接用作陰極；

步驟3，將質子交換膜隔置在陽極和陰極中間，并用外殼保護層和固定夾夾緊上述陽極-隔膜-陰極，制備成了基于鉛網的水分解制氫裝置。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟2直接制作質子交換膜（PEM）燃料電池陽極用的鉑碳PEM膜作為陰極和制氫裝置的隔膜。

7.一種依據權利要求1-4之任一所述的基于鉛網的水分解制氫裝置的使用方法，其包括以下步驟：

步驟1，將直流電源接口與直流電源相連接，且陽極與直流電源正極相連，陰極與直流電源負極相連；

步驟2，將基于鉛網的水分解制氫裝置置于酸性水溶液中，將直流電源接口設置在液面上，且避免線路與水溶液相接觸；

步驟3，打開電源開關，從2?V開始緩慢升高電壓，根據氫氣的需求量調整到合適的電壓，如氫氣需求量大則電壓高，氫氣需求量小則電壓低；

步驟4，氣體制備完成后，先把直流電源調整到低電壓，然后關閉直流電源，最后斷開直流電源接口與直流電源的連接。