[實(shí)用新型]一種具有氫能回用的電解式臭氧發(fā)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022333722.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN213896018U
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周元全;涂曉波;張輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢威蒙環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C25B9/23
• 分類號(hào): C25B9/23;C25B9/21;C25B1/13;C25B15/00;C25B1/04;H01M8/0656;H01M8/04089
• 代理公司: 武漢領(lǐng)君知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42248
• 代理人: 汪俊鋒

本實(shí)用新型屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有氫能回用的電解式臭氧發(fā)生裝置。由電解操作的臭氧發(fā)生單元和電池操作的氫能回用單元組成，其中臭氧發(fā)生單元由原料水箱、陽極多孔集電器、陽極多孔催化膜、陽離子交換膜、陰極多孔催化膜、陰極多孔集電器、陰極氫/水分離室構(gòu)成；其中氫能回用單元由氫氣室、負(fù)極多孔集電器、負(fù)極多孔催化膜、氫離子遷移膜、正極多孔催化膜、正極多孔集電器和空氣室構(gòu)成，所述氫氣室與所述陰極氫/水分離室的頂部連通。本實(shí)用新型將氫能轉(zhuǎn)化成電能，既解決了氫氣安全問題，同時(shí)達(dá)到氫能回用的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有氫能回用的電解式臭氧發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

國(guó)際國(guó)內(nèi)已有不少的電化學(xué)科技工作者廣泛地研究了采用電解法制造高濃度和高純度臭氧技術(shù)，尤其是采用純水作為原料水，以陽離子交換膜為電解質(zhì)并兼做隔膜的“零間距”結(jié)構(gòu)的電解式臭氧發(fā)生裝置。

然而上述這類研究中所涉及的電解式臭氧發(fā)生裝置在陽極產(chǎn)生臭氧的同時(shí)，在陰極還要產(chǎn)生相同電化學(xué)當(dāng)量的副產(chǎn)物氫氣。由于副產(chǎn)物氫氣存在安全隱患，因而有的專利中設(shè)計(jì)有催化消氫裝置，但這種催化消氫裝置最終是以產(chǎn)生熱能形式消化氫能，還有的專利采用在氫氣出口加裝阻火器的形式向大氣空間排放氫氣，也浪費(fèi)了氫能。

以上技術(shù)均未能解決副產(chǎn)物氫能的回用問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有氫能回用的電解式臭氧發(fā)生裝置。本實(shí)用新型采用氫/氧燃料電池技術(shù)措施，使副產(chǎn)物氫氣和空氣中的氧氣通過電池操作構(gòu)件組成氫/氧燃料池轉(zhuǎn)換成電能達(dá)到回用氫能的目的。

一種具有氫能回用的電解式臭氧發(fā)生裝置，由電解操作的臭氧發(fā)生單元和電池操作的氫能回用單元組成，其中臭氧發(fā)生單元由原料水箱、陽極多孔集電器、陽極多孔催化膜、陽離子交換膜、陰極多孔催化膜、陰極多孔集電器、陰極氫/水分離室構(gòu)成；其中氫能回用單元由氫氣室、負(fù)極多孔集電器、負(fù)極多孔催化膜、氫離子遷移膜、正極多孔催化膜、正極多孔集電器和空氣室構(gòu)成，所述氫氣室與所述陰極氫/水分離室的頂部連通。

作為一種優(yōu)選，所述陰極氫/水分離室的頂部還通過管道與大氣連通，所述管道上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥和催化消氫器。

所述氫氣室與所述陰極氫/水分離室一體成型，中間用隔板隔開。

本實(shí)用新型在已有電解式臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生臭氧的同時(shí)，增加氫能回用的電池操作的氫/氧燃燒電池組件，通過氫/氧燃料電池操作，將氫能轉(zhuǎn)化成電能，既解決了氫氣安全問題，同時(shí)達(dá)到氫能回用的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

其中，1-原料水箱，2-原料水，3-陽極多孔集電器，4-陽極多孔催化膜，5-陽離子交換膜，6-陰極多孔催化膜，7-陰極多孔集電器，8-陰極氣/水分離室，9-陰極氫氣室，10-負(fù)極多孔集電器，11-負(fù)極多孔催化膜，12-氫離子遷移膜，13-正極多孔催化膜，14-正極多孔集電器，15-空氣室，16-壓力調(diào)節(jié)閥，17-催化消氫器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型由電解操作的臭氧發(fā)生單元和電池操作的氫能回用單元兩大部分組成，上述兩單元均為“零間距”組裝結(jié)構(gòu)。其中電解式臭氧發(fā)生單元（附圖左側(cè)）由原料水箱1、陽極多孔集電器3、陽極多孔催化膜4、陽離子交換膜5、陰極多孔催化膜6、陰極多孔集電器7、陰極氫/水分離室8構(gòu)成；其中氫能回用單元（附圖右側(cè)）由氫氣室9、負(fù)極多孔集電器10、負(fù)極多孔催化膜11、氫離子遷移膜12、正極多孔催化膜13、正極多孔集電器14和空氣室15“零間距”結(jié)構(gòu)組成。

所述原料水箱1內(nèi)裝有原料水2。

作為一種優(yōu)選，陰極氫/水分離室8頂部還連接有壓力調(diào)節(jié)閥16和催化消氫器17，作為附件。

本實(shí)用新型的工作原理及電化學(xué)反應(yīng)式如下：