CN110042410B - 水电解系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及水电解系统。水电解系统(10)具备水电解堆(12)、气液分离器(48)、水供给路(50)、水导入部(22)、水导出部(24)、水排出路(52)以及循环泵(54)。水导出部(24)具有设置于水电解堆(12)的第一水导出部(26)和第二水导出部(28)。水导入部(22)在层叠方向位于第一水导出部(26)与第二水导出部(28)之间并且设置于多个水电解单体(14)中的位于层叠方向的两端之间的水电解单体(14)。

Description

水电解系统
技术领域
本发明涉及一种具备将通过对水进行电解来产生氢气和氧气的多个水电解单体相互层叠而成的水电解堆的水电解系统。
背景技术
关于这种水电解系统，在日本特开2015-113496号公报中公开了对水电解堆中的位于水电解单体的层叠方向的端部的端板供给水的结构。
发明内容
另外，水电解单体因水的电解而发热。因此，在水电解堆运转时，多个水电解单体中的位于层叠方向的中央部的水电解单体(以下称为中央水电解单体)容易成为温度比位于端部的水电解单体高的高温。
然而，在上述的现有技术中，由于是向端板供给水，因此无法有效地冷却中央水电解单体。因而，多个水电解单体之间的温度差变大，有可能使各水电解单体的性能和耐久性产生偏差。
本发明是考虑到这样的问题而完成的，其目的在于提供一种通过减小多个水电解单体之间的温度差由此能够抑制各水电解单体的性能和耐久性的偏差的水电解系统。
为了实现上述目的，本发明所涉及的水电解系统具备：水电解堆，其设置有水导入部和水导出部，是将对水进行电解由此产生氢气和氧气的多个水电解单体相互层叠而成的；以及循环泵，其以将气液分离器中储存的水经由水供给路从所述水导入部供给到所述水电解堆内并且将所述水电解堆内的未被电解的未反应的水从所述水导出部经由水排出路排出到所述气液分离器的方式使水进行循环，所述水电解系统的特征在于，所述水导出部具有：第一水导出部，其设置于所述水电解堆在所述水电解单体的层叠方向的一端侧；以及第二水导出部，其设置于所述水电解堆在所述层叠方向的另一端侧，其中，所述水导入部在所述层叠方向位于所述第一水导出部与所述第二水导出部之间，并且设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的两端之间的所述水电解单体。
根据这样的结构，由于从水导入部向多个水电解单体中的位于层叠方向的端部之间的水电解单体导入水，因此能够有效地冷却中央水电解单体。另外，能够使接收到伴随各水电解单体的电解所产生的热的、未被电解的未反应的水从位于水电解堆的层叠方向的两端侧的第一水导出部和第二水导出部导出。因此，能够减小多个水电解单体之间的温度差，因此能够抑制各水电解单体的性能和耐久性的偏差。
在上述水电解系统中，也可以是，所述水导入部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的中央区域的所述水电解单体。
根据这样的结构，能够进一步减小多个水电解单体之间的温度差。
在上述水电解系统中，也可以是，在各个所述水电解单体形成有水导入连通孔和水导出连通孔，该水导入连通孔使从所述水导入部导入的水在所述层叠方向流通，该水导出连通孔使未被电解的未反应的水在所述层叠方向流通来向所述第一水导出部和所述第二水导出部引导。
根据这样的结构，能够使水在各个水电解单体内有效率地流通。
在上述水电解系统中，也可以是，所述第一水导出部和所述第二水导出部分别设置于在所述水电解堆的圆周方向上相对于所述水导入部相位偏移了180°的位置。
根据这样的结构，能够使水在各个水电解单体内更有效率地流通。
在上述水电解系统中，也可以是，所述第一水导出部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的一端的所述水电解单体，所述第二水导出部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的另一端的所述水电解单体。
根据这样的结构，能够进一步减小多个水电解单体之间的温度差。
在上述水电解系统中，也可以是，具备：泄放流路，其与所述水排出路的最下部连接；以及开闭阀，其将所述泄放流路打开和关闭，其中，所述水电解堆以所述层叠方向沿着铅垂方向的方式设置，所述第二水导出部位于比所述第一水导出部和所述水导入部靠下方的位置。
根据这样的结构，通过将开闭阀打开，能够将水电解堆内的水经由泄放流路排出到水电解系统的外部。由此，能够抑制在水电解系统的运转停止时由于水电解堆内的水冻结而使水电解堆破损。
在上述水电解系统中，也可以是，所述第二水导出部位于比所述气液分离器、所述水供给路以及所述循环泵中的每一个都靠下方的位置。
根据这样的结构，通过将开闭阀打开，能够将气液分离器、水供给路、循环泵以及水排出路(以下称为水循环回路。)的水经由泄放流路排出到水电解系统的外部。由此，能够抑制在水电解系统的运转停止时由于水循环回路内的水冻结而使构成水循环回路的构件破损。
在上述水电解系统中，也可以是，所述开闭阀为电磁阀，上述水电解系统具备：空气供给路，其用于向所述气液分离器供给空气；空气供给装置，其设置于所述空气供给路；冻结预测部，其对所述水电解系统内的水的冻结进行预测；以及控制部，其对所述电磁阀和所述空气供给装置进行控制，其中，在进行所述水电解系统的运转停止处理时由所述冻结预测部预测为存在所述水电解系统内的水发生冻结的可能性的情况下，所述控制部对所述电磁阀进行控制以将所述泄放流路打开，并且对所述空气供给装置进行驱动控制以经由所述空气供给路向所述气液分离器供给空气。
根据这样的结构，能够利用从空气供给装置供给的空气来将水循环回路和水电解堆内的水经由泄放流路有效率地排出到水电解系统的外部。另外，能够缩短水电解系统的运转停止处理时间。
在上述水电解系统中，也可以是，所述中央区域是将多个所述水电解单体在所述层叠方向进行三等分而成的正中央的区域。
在上述水电解系统中，也可以是，所述第二水导出部与所述水排出路的最下部连接。
根据本发明，由于从水导入部向多个水电解单体中的位于层叠方向的两端之间的水电解单体导入水，因此能够减小多个水电解单体之间的温度差，并能够抑制各水电解单体的性能和耐久性的偏差。
参照附图所作的对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的水电解系统的概要结构说明图。
图2是对水电解系统的运转停止时的防止冻结动作进行说明的流程图。
图3是所述水电解系统的动作说明图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式且参照附图对本发明所涉及的水电解系统进行说明。此外，在图1和图3中，箭头符号A1方向表示重力方向，箭头符号A2方向表示与重力方向相反的方向。
如图1所示，本发明的一个实施方式所涉及的水电解系统10具备水电解堆12，该水电解堆12对纯水(以下还仅称为水)进行电解由此制造氧气(常压)和氢气(高于氧气的压力)。
水电解堆12具有相互层叠的多个水电解单体14。水电解单体14例如形成为圆板状。虽然省略详细的图示，但是水电解单体14具备电解质膜-电极结构体以及配设于电解质膜-电极结构体的两侧的阳极隔板和阴极隔板。电解质膜-电极结构体包括固体高分子电解质膜以及设置于固体高分子电解质膜的两个面的阳极供电体和阴极供电体。
水电解堆12以水电解单体14的层叠方向沿着铅垂方向(箭头符号A方向)的方式设置。在水电解堆12上连接作为直流电源的电解电源16。在多个水电解单体14的层叠方向的两端配设有端板18a、18b。在上方的端板18a连接有与各水电解单体14的阴极侧(高压氢气发生侧)连通的氢气导出路20。
在水电解堆12设置有水导入部22和水导出部24。在水导入部22形成有用于向水电解堆12内导入水的水导入口22a。水导入口22a与以在层叠方向贯通水电解单体14的方式设置的水导入连通孔25连通。水导入连通孔25使从水导入部22的水导入口22a引导的水在层叠方向流通。水导入连通孔25与各水电解单体14的阳极入口侧(水供给入口侧)连通。
水导入部22设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的两端之间(中间)的水电解单体14。具体地说，水导入部22设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的中央区域的水电解单体14。中央区域例如是将多个水电解单体14在层叠方向进行三等分而成的正中央的区域。但是，也可以是，中央区域例如是将多个水电解单体14在层叠方向以1:2:1的比率进行了三分割的正中央的区域。
水导出部24具有第一水导出部26和第二水导出部28。第一水导出部26设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的上端(一端)的水电解单体14(水电解堆12的上端侧)。即，第一水导出部26位于比水导入部22靠上方(箭头符号A2方向)的位置。在第一水导出部26形成有第一水导出口26a，该第一水导出口26a用于使未被电解的未反应的水(剩余的水)从水电解堆12内导出。
第二水导出部28设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的下端(另一端)的水电解单体14(水电解堆12的下端部)。即，第二水导出部28位于比水导入部22和第一水导出部26靠下方(箭头符号A1方向)的位置。在第二水导出部28形成有第二水导出口28a，该第二水导出口28a用于使未被电解的未反应的水(剩余的水)从水电解堆12内导出。
第一水导出部26和第二水导出部28分别设置于在水电解堆12的圆周方向上相对于水导入部22相位偏移了180°的位置。第一水导出口26a和第二水导出口28a分别与以在层叠方向贯通水电解单体14的方式设置的水导出连通孔30连通。水导出连通孔30与各水电解单体14的阳极出口侧(水和氧气排出侧)连通，使未被电解的未反应的水在层叠方向流通来向第一水导出部26和第二水导出部28引导。
水电解系统10具备纯水制造装置32、纯水供给路34、水循环回路36、鼓风机38、空气供给路40、空气排出路42、泄放流路44以及开闭阀46。
纯水制造装置32由自来水(日文：市水)制造纯水。纯水供给路34用于将由纯水制造装置32制造出的纯水引导至水循环回路36。水循环回路36具有气液分离器48、水供给路50、水排出路52以及循环泵54。在气液分离器48的上部连接有纯水供给路34。气液分离器48作为储存水的罐发挥功能。
水供给路50将气液分离器48的底部与水导入部22相互连接。水供给路50将气液分离器48内储存的水引导至水导入部22。水排出路52将第一水导出部26和第二水导出部28各自与气液分离器48的上部相互连接。水排出路52将未被电解的未反应的水、由反应产生的氧气、以及从阴极侧透过到阳极侧的氢气混合而成的混合流体引导至气液分离器48内。
水排出路52包括从第一水导出部26延伸出的第一流路部52a、从第二水导出部28延伸出的第二流路部52b、以及第一流路部52a与第二流路部52b连结而成的第三流路部52c。第二流路部52b位于比第一流路部52a和第三流路部52c靠下方的位置。换言之，第二流路部52b位于水排出路52的最下方。
循环泵54设置于水供给路50。循环泵54以将气液分离器48中储存的水经由水供给路50从水导入部22供给到所述水电解堆12内并且将水电解堆12内的未被电解的未反应的水从水导出部24经由水排出路52排出到气液分离器48的方式使水进行循环。
在这样的水循环回路36中，第二水导出部28位于比气液分离器48、水供给路50以及循环泵54中的每一个都靠下方的位置，并且与水排出路52的最下部(第二流路部52b)连接。
鼓风机38是用于将稀释用的空气经由空气供给路40引导至气液分离器48内的空气供给装置。空气供给路40和空气排出路42与气液分离器48的上部连接。气液分离器48内的氧气和氢气与从鼓风机38引导来的空气一起在空气排出路42中被排出。
泄放流路44是用于将水循环回路36和水电解堆12内的水排出到外部的流路，与水排出路52的最下部(第二流路部52b)连接。开闭阀46构成为用于将泄放流路44打开和关闭的电磁阀。
水电解系统10具备对水电解系统10整体进行运转控制的控制器55。控制器55是包括微型计算机的计算机，具有CPU(中央处理装置)、作为存储器的ROM、RAM等，CPU读出ROM中存储的程序并执行，由此作为各种功能实现部(功能实现单元)来发挥功能。此外，各种功能实现部也能够由作为硬件的功能实现器构成。
对控制器55输入来自检测系统环境温度的温度检测部56(温度传感器)的输出信号。温度检测部56例如对水供给路50内的水的温度进行检测。但是，温度检测部56也可以检测气液分离器48内储存的水的温度。
控制器55具备控制部58、冻结预测部60以及排水判定部62。控制部58对循环泵54的驱动和停止进行控制，对鼓风机38的驱动和停止进行控制，对开闭阀46的开闭动作进行控制。冻结预测部60基于由温度检测部56检测出的温度来预测是否存在水电解系统10内的水发生冻结的可能性。排水判定部62判定水循环回路36和水电解堆12内的水是否被全部排出。
像这样构成的水电解系统10如以下那样进行动作。
在循环泵54的作用下，气液分离器48内的纯水经由水供给路50被供给到水导入部22(位于层叠方向的大致中央位置的水电解单体14内)。供给到水导入部22的纯水流入到水导入连通孔25而向上方和下方(层叠方向)流通并被分配到各水电解单体14的阳极入口侧。
此时，经由电连接的电解电源16对水电解堆12施加电压。因此，在各水电解单体14中，在阳极侧对纯水进行电解，生成氢离子、电子以及氧气。从而，在阴极侧，氢离子与电子结合而得到氢气，该氢气被取出到氢气导出路20，成为干氢气(制品氢气)而被供给到未图示的燃料电池电动汽车等。
另一方面，在阳极出口侧，流动着因反应而生成的氧气、未被电解的未反应的水、以及透过的氢气，它们的混合流体被导出到水导出连通孔30而向上方和下方(层叠方向)流通。在水导出连通孔30中向上方流通的混合流体经由第一水导出部26被引导至第一流路部52a。在水导出连通孔30中向下方流通的混合流体经由第二水导出部28被引导至第二流路部52b。
第一流路部52a的混合流体和第二流路部52b的混合流体在第三流路部52c中合流并被引导至气液分离器48的上部，被分离为液体(水)和气体(氧气和氢气)。此外，这时，开闭阀46将泄放流路44关闭着。
从混合流体分离出的水被储存到气液分离器48内，因循环泵54的作用被引导至水供给路50。从混合流体分离出的氧气和氢气因鼓风机38的作用而从空气排出路42排出到外部。
接着，下面按照图2所示的流程图对水电解系统10的运转停止时的防止冻结的动作进行说明。
在步骤S1中，控制器55接收水电解堆12的运转停止的信号。这样，控制器55停止向水电解堆12施加电压。另外，在步骤S2中，冻结预测部60判定是否存在水电解系统10内的水发生冻结的可能性。具体地说，冻结预测部60在由温度检测部56检测出的温度(检测温度)小于规定温度(例如4℃)的情况下判定为存在发生冻结的可能性，在检测温度为规定温度以上的情况下判定为不存在发生冻结的可能性。
在冻结预测部60判断为不存在水电解系统10内的水发生冻结的可能性的情况下(步骤S3：否)，结束本次的水电解系统10的运转停止处理。在冻结预测部60判断为存在水电解系统10内的水发生冻结的可能性的情况下(步骤S3：是)，控制部58使开闭阀46打开(步骤S4)，使鼓风机38驱动(步骤S5)。由此，利用从鼓风机38引导来的空气，在水循环回路36和水电解堆12内存在的水经由泄放流路44被排出到外部。
之后，在步骤S6中，排水判定部62判定水循环回路36和水电解堆12内的水是否被全部排出。具体地说，排水判定部62例如事先在泄放流路44上设置未图示的流量计，在由该流量计检测出的水的流量为零时判定为水被全部排出。但也可以是，排水判定部62在从开始排水处理起(从开始步骤S4和步骤S5的处理起)经过了规定时间时，判定为水被全部排出。
在排水判定部62判定为水未被全部排出的情况下(步骤S6：否)，重复进行步骤S6的处理。在排水判定部62判定为水被全部排出的情况下(步骤S6：是)，控制部58使开闭阀46关闭(步骤S7)，使鼓风机38的驱动停止(步骤S8)。之后，结束本次的水电解系统10的运转停止处理。
在该情况下，本实施方式所涉及的水电解系统10起到下面的效果。
第一水导出部26设置于水电解堆12中的水电解单体14的层叠方向的一端侧(上端侧)。第二水导出部28设置于水电解堆12中的水电解单体14的层叠方向的另一端侧(下端侧)。水导入部22在层叠方向位于第一水导出部26与第二水导出部28之间并且设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的两端之间的水电解单体14。
由此，从水导入部22向多个水电解单体14中的位于层叠方向的两端之间的水电解单体14导入水，因此能够有效地冷却多个水电解单体14中的位于层叠方向的中央位置的水电解单体14(中央水电解单体14)。另外，能够使接收到伴随各水电解单体14的电解所产生的热的未被电解的未反应的水从位于水电解堆12的层叠方向的两端侧的第一水导出部26和第二水导出部28导出。
因此，能够减小多个水电解单体14之间的温度差，因此能够抑制各水电解单体14的性能和耐久性的偏差。
水导入部22设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的大致中央位置的水电解单体14。因此，能够进一步减小多个水电解单体14之间的温度差。
在各水电解单体14形成有水导入连通孔25和水导出连通孔30，该水导入连通孔25使从水导入部22导入的水在层叠方向流通，该水导出连通孔30使未被电解的未反应的水在层叠方向流通来向第一水导出部26和第二水导出部30引导。由此，能够使水在各水电解单体14内有效率地流通。
通过第一水导出部26和第二水导出部28分别设置于在水电解堆12的圆周方向上相对于水导入部22相位偏移了180°的位置，由此能够使水在各水电解单体14中更有效率地流通。
第一水导出部26设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的一端(上端)的水电解单体14，第二水导出部28设置于多个水电解单体14中的位于层叠方向的另一端(下端)的水电解单体14。由此，能够进一步减小多个水电解单体14之间的温度差。
水电解系统10具备与水排出路52的最下部(第二流路部52b)连接的泄放流路44以及将泄放流路44打开和关闭的开闭阀46。水电解堆12以层叠方向沿着铅垂方向(重力方向)的方式设置，第二水导出部28位于比第一水导出部26和水导入部22靠下方的位置。
在该情况下，通过将开闭阀46打开，能够将水电解堆12内的水经由泄放流路44排出到水电解系统10的外部。由此，能够抑制在水电解系统10的运转停止时由于水电解堆12内的水冻结而使水电解堆12破损。
第二水导出部28位于比气液分离器48、水供给路50以及循环泵54中的每一个都靠下方的位置。根据该结构，将开闭阀46打开，由此能够将气液分离器48、水供给路50、循环泵54以及水排出路52的水(水循环回路36内的水)经由泄放流路44排出到水电解系统10的外部。由此，能够抑制在水电解系统10的运转停止时因水循环回路36内的水冻结而使构成水循环回路36的构件破损。
在进行水电解系统10的运转停止处理时由冻结预测部60预测为存在水电解系统10内的水发生冻结的可能性的情况下，控制部58对作为电磁阀的开闭阀46进行控制以将泄放流路44打开，并且对鼓风机38进行驱动控制以从空气供给路40向气液分离器48供给空气。
由此，能够利用从鼓风机38供给的空气来将水循环回路36和水电解堆12内的水经由泄放流路44有效率地排出到水电解系统10的外部。另外，能够缩短水电解系统10的运转停止处理时间。
本发明不限定于上述的结构。第一水导出部26也可以设置于上方的端板18a。第二水导出部28也可以设置于下方的端板18b。第一水导出部26和第二水导出部28也可以位于在水电解单体14的圆周方向上相位相互偏移的位置。开闭阀46也可以不是电磁阀，而是手动阀。水导入部22也可以设置于多个水电解单体14中的位于从层叠方向的中央向上方或者下方偏移的位置的水电解单体14。也就是说，水导入部22只要设置于多个水电解单体14中的除层叠方向的两端之外的水电解单体14即可。
本发明所涉及的水电解系统不限于上述的实施方式，能够不脱离本发明的要旨地采用各种各样的结构，这是理所当然的。

Claims (8)

1.一种水电解系统，具备：水电解堆，其设置有水导入部和水导出部，是将对水进行电解由此产生氢气和氧气的多个水电解单体相互层叠而成的；以及循环泵，其以将气液分离器中储存的水经由水供给路从所述水导入部供给到所述水电解堆内并且将所述水电解堆内的未被电解的未反应的水从所述水导出部经由水排出路排出到所述气液分离器的方式使水进行循环，其中，该水电解系统的特征在于，
所述水导出部具有：
第一水导出部，其设置于所述水电解堆在所述水电解单体的层叠方向的一端侧；以及
第二水导出部，其设置于所述水电解堆在所述层叠方向的另一端侧，
其中，所述第一水导出部和所述第二水导出部分别设置于在所述水电解堆的圆周方向上相对于所述水导入部相位偏移了180°的位置，
所述水导入部在所述层叠方向位于所述第一水导出部与所述第二水导出部之间，并且设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的两端之间的所述水电解单体，
在各个所述水电解单体上形成有水导入连通孔和水导出连通孔，
该水导入连通孔使从所述水导入部导入的水在所述层叠方向流通，
该水导出连通孔使未被电解的未反应的水在所述层叠方向流通来向所述第一水导出部和所述第二水导出部引导，
所述水导入连通孔直接与所述水导入部连通并且从位于所述层叠方向的一端的所述水电解单体延伸至位于所述层叠方向的另一端的所述水电解单体，
所述水导出连通孔分别直接与所述第一水导出部和所述第二水导出部连通并且从位于所述层叠方向的一端的所述水电解单体延伸至位于所述层叠方向的另一端的所述水电解单体。
2.根据权利要求1所述的水电解系统，其特征在于，
所述水导入部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的中央区域的所述水电解单体。
3.根据权利要求1所述的水电解系统，其特征在于，
所述第一水导出部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的一端的所述水电解单体，
所述第二水导出部设置于多个所述水电解单体中的位于所述层叠方向的另一端的所述水电解单体。
4.根据权利要求1所述的水电解系统，其特征在于，具备：
泄放流路，其与所述水排出路的最下部连接；以及
开闭阀，其将所述泄放流路打开和关闭，
其中，所述水电解堆以所述层叠方向沿着铅垂方向的方式设置，
所述第二水导出部位于比所述第一水导出部和所述水导入部靠下方的位置。
5.根据权利要求4所述的水电解系统，其特征在于，
所述第二水导出部位于比所述气液分离器、所述水供给路以及所述循环泵中的每一个都靠下方的位置。
6.根据权利要求4或5所述的水电解系统，其特征在于，
所述开闭阀为电磁阀，
所述水电解系统具备：
空气供给路，其用于向所述气液分离器供给空气；
空气供给装置，其设置于所述空气供给路；
冻结预测部，其对所述水电解系统内的水的冻结进行预测；以及
控制部，其对所述电磁阀和所述空气供给装置进行控制，
其中，在进行所述水电解系统的运转停止处理时由所述冻结预测部预测为存在所述水电解系统内的水发生冻结的可能性的情况下，所述控制部对所述电磁阀进行控制以将所述泄放流路打开，并且对所述空气供给装置进行驱动控制以经由所述空气供给路向所述气液分离器供给空气。
7.根据权利要求2所述的水电解系统，其特征在于，
所述中央区域是将多个所述水电解单体在所述层叠方向进行三等分而成的正中央的区域。
8.根据权利要求4所述的水电解系统，其特征在于，
所述第二水导出部与所述水排出路的最下部连接。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108531930B (zh) * 2017-03-06 2020-02-04 林信涌 气体产生器
KR20210157558A (ko) 2020-06-22 2021-12-29 현대자동차주식회사 수전해 시스템
EP4006207A1 (de) * 2020-11-25 2022-06-01 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum betreiben einer elektrolysevorrichtung und elektrolysevorrichtung
CN113046766B (zh) * 2021-02-04 2022-03-29 海伟环境科技有限公司 一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60107423A (ja) * 1983-11-14 1985-06-12 Aisin Warner Ltd ４輪駆動用変速機の制御装置
US6458257B1 (en) * 1999-02-09 2002-10-01 Lynntech International Ltd Microorganism control of point-of-use potable water sources
US8142943B2 (en) * 2005-11-16 2012-03-27 Bloom Energy Corporation Solid oxide fuel cell column temperature equalization by internal reforming and fuel cascading
US20090288947A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Ostgaard John T Hydrogen generator system
US8894829B2 (en) * 2009-12-21 2014-11-25 Honda Motor Co., Ltd. Water electrolysis apparatus
WO2011118482A1 (ja) * 2010-03-23 2011-09-29 本田技研工業株式会社 電気化学装置
JP5232271B2 (ja) * 2010-09-24 2013-07-10 本田技研工業株式会社 高圧水電解装置
JP5437968B2 (ja) * 2010-10-14 2014-03-12 本田技研工業株式会社 水電解システム
JP5341862B2 (ja) * 2010-10-28 2013-11-13 本田技研工業株式会社 水電解システム
CN102965686A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 本田技研工业株式会社 水电解系统及其运行方法
JP5715997B2 (ja) * 2012-10-12 2015-05-13 本田技研工業株式会社 高圧水電解システム及びその起動方法
JP2015113496A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 本田技研工業株式会社 水電解システム及びその凍結防止方法

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