CN113897618A - 水电解系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种水电解系统，其包括：水电解堆、储水器、水循环泵和控制单元；所述储水器连接至水电解堆以向水电解堆提供水，所述水循环泵将储水器中的水提供至电解堆，所述控制单元配置为在电解系统的工作停止期间控制水循环泵的驱动，使电解堆中的水从酸性条件转变成中性条件并将电解堆的单元电池电压调节为不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态的电压。

Description

水电解系统
技术领域
本申请涉及一种水电解系统，更具体地，涉及这样一种水电解系统，其中在该水电解系统停止时阳极催化剂维持稳定状态，从而在提高水电解系统耐久性的同时确保水电解系统的持续性能和长寿命。
背景技术
使用聚合物电解质膜(PEM)的水电解系统是一种通过电化学反应将水分解为氢气和氧气的装置。由于其具有高产氢率、产生的氢气纯度高以及操作灵活等优点，水电解系统已被视为确保清洁氢气的下一代技术。
此外，为了电化学反应而向水电解系统提供的电力被生态友好型可再生能源(例如太阳能、风能等)代替时，可以利用多余的电力生产氢气而不会造成环境污染，因此水电解系统可以最大限度地利用新能源和可再生能源。
通常，为了满足所需的制氢，使用聚合物电解质膜的水电解系统采用水电解堆，其中多个单元电池堆叠并组装。
电解堆的单元电池包括膜电极组件(MEA)，所述膜电极组件由能够转移氢离子(质子)的全氟磺酸离聚物类膜和分别堆叠在电解质膜相对侧的阳极和阴极组成。
水电解系统的电化学反应发生在由全氟磺酸离聚物类电解质膜和阳极/阴极组成的膜电极组件中，其中提供至阳极的水被分解为氧离子、氢离子(质子)和电子，接着氢离子通过电解质膜移动到作为还原电极的阴极，电子通过外部电路和提供的电力而移动到阴极，因此氢离子和电子在阴极相互反应从而产生氢气。
此时，对于用于制氢的电化学反应，阳极主要使用Ir类催化剂(例如IrO2)，阴极主要使用Pt催化剂。
在这样的水电解系统的电化学反应中，开路电压(OCV)为1.23V，单元电池在电化学反应中的工作电压为1.23V或更高；当电解系统停止时，单元电池的电压下降至1.23V或更低，并且由于氢离子的产生和移动，阳极和阴极的周围变为酸性。
另一方面，当水电解系统停止工作时，电压和作为阳极催化剂主要成分的Ir在酸性条件下的特性的关系将参照图1(相关领域)的甫尔拜图(Pourbaix diagram)描述如下。
如图1所示，当水电解系统停止工作时，在电解堆的pH维持不变的条件下，工作电压沿路径A下降到开路电压(OCV)状态，接着沿路径B从开路电压(OCV)状态进一步下降至0V。
此时，当阳极和阴极在电压下降的状态下处于酸性条件(如路径B)时，作为阳极催化剂主要组分的IrO2倾向于处于Ir离子或金属状态。这可能导致阳极催化剂溶解，或导致电解堆的析氧反应(OER)的活性降低，从而导致电解系统的性能和寿命降低。
另外，当电解系统反复启动和停止时，阳极催化剂IrO2频繁暴露于使其变为离子或金属状态的环境中，这导致电解堆的性能和寿命迅速降低。
因此，当水电解系统停止时，维持IrO2原来状态的最佳方法是向每个单元电池持续施加约1.23V的电压直至进行下一次工作。然而，对于由数百或更多个单元电池组成的电解堆，会形成数百V的电压，这可能在电能效率和电气安全性方面引起问题。
因此，需要一种水电解系统技术，该技术能够在工作停止时使电解堆的电压下降至0V，同时尽可能地使阳极的IrO2催化剂维持化学稳定状态。
发明内容
因此，本申请的目的是提供一种高耐久性的水电解系统，其中，当工作停止时，通过水电解堆内的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，并且同时，水电解堆的开路电压(OCV)状态下的电压维持不变，或者水电解堆的电压维持在使IrO2维持状态的开路电压(OCV)附近，从水电解堆内部的水变为中性pH之时起使电压朝向0V下降，因此当使用聚合物电解质膜的电解系统停止时，阳极催化剂维持稳定状态，从而提高了水电解系统的性能、寿命和耐久性。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种水电解系统，其包括：水电解堆；储水器，其连接至水电解堆以向水电解堆提供水；水循环泵，其将储水器中的水提供至电解堆；控制单元，其配置为在电解系统的工作停止期间控制水循环泵的驱动，以使电解堆中的水从酸性条件转变成中性条件，并将电解堆的单元电池电压调节为不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态的电压。
储水器可以由第一储水器组成，所述第一储水器存储去除了杂质的中性水，或储水器可以由第一储水器和第二储水器组成，该第一储水器存储去除了杂质的中性水，该第二储水器存储从气液分离器分离的水，其中在该第二储水器的出口线路上安装有开/关阀。
所述水电解系统可以进一步包括辅助水循环泵，所述辅助水循环泵配置为在所述电解系统的工作停止期间使所述电解堆内部的酸性条件迅速转变成中性条件。
控制单元可以配置为，在电解系统的工作停止期间，将电解堆的单元电池电压调节到介于单元电池电压的上限(V1)和第一下限(V2)之间的电压范围，使得在酸碱度(pH)K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态；当确定电解堆中水的pH大于或等于使电解系统停止工作的参考pH值(K2)时，使电解堆的单元电池电压下降至单元电池电压的第二下限(V3)，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态；并且，将电解堆的单元电池电压调节至0V以停止水循环泵的工作，从而完全停止电解系统。
控制单元可以配置为：将单元电池电压以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间(ta)控制为大于单元电池电压从V3下降至0V所需的时间(tb)。
当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将K1的pH设定为3，将单元电池电压的上限(V1)设定为1.23V，将单元电池电压的第一下限(V2)设定为1.1V，并且K2的值是使电解系统停止工作的参考pH值，表示存储在电解堆中的水呈现中性pH状态，其中当在阳极中使用IrO2催化剂时，可以将K2的值设定为6至7，并且将单元电池电压的第二下限(V3)设定为0.9V。
所述控制单元可以包括：控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度(pH)并将测得的pH传输至控制器；第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；第二开关，当在电解系统的工作停止的过程中需要从电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第二开关接通；第三开关，当需要从电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；以及晶体管，其设置在第二开关和电解堆之间。
所述控制单元可以包括：控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度(pH)并将测得的pH传输至控制器；第一开关和第二开关，在电解系统的工作期间通过控制器使所述第一开关接通并且使所述第二开关保持断开从而从第一电源向电解堆提供电流；第三开关，通过控制器使所述第三开关接通从而从第二电源向水循环泵提供电流；第四开关，其设置在电解堆和水循环泵之间从而在电解系统工作期间保持断开；以及晶体管，其设置在第二开关和第四开关之间，其中在电解系统的工作停止期间，通过控制器控制使第二开关接通，当需要提供电解堆的剩余电压作为用于驱动水循环泵的辅助电源时通过控制器控制使第四开关接通。
所述控制单元可以包括：控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度(pH)并将测得的pH传输至控制器；第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；第二开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时首先通过控制器使所述第二开关接通，接着在电解系统的工作停止的过程中通过控制器使所述第二开关断开；第三开关，当需要从第二电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；第四开关，在电解系统的工作期间所述第四开关首先断开，接着当旨在使电解堆的单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止时通过控制器使所述第四开关接通；以及可变电阻器，其设置在从第一电源向电解堆提供电流的线路上。
所述控制单元可以包括：控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度(pH)并将测得的pH传输至控制器；第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；第二开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时首先通过控制器使所述第二开关接通，接着在电解系统的工作停止的过程中通过控制器使所述第二开关断开；第三开关，当需要从第二电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；第四开关，在电解系统的工作期间所述第四开关首先断开，接着当旨在使电解堆的单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止时通过控制器使所述第四开关接通；第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和第二电阻器设置在从第一电源向电解堆提供电流的线路上；第一电阻器连接开关，通过控制器使所述第一电阻器连接开关接通从而使用第一电阻器；第二电阻器连接开关，通过控制器使所述第二电阻器连接开关接通从而使用第二电阻器。
通过上述构造，本申请具有以下效果。
在水电解系统中，在工作停止时，通过水电解堆内部的水循环，在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，并且同时，水电解堆的开路电压(OCV)状态下的电压维持不变，或者水电解堆的电压维持在使IrO2维持状态的开路电压(OCV)附近，从水电解堆内部的水变为中性pH之时起使电压朝向0V下降，因此当使用聚合物电解质膜的电解系统停止时，阳极催化剂可以维持稳定状态，从而提高了水电解系统的性能、寿命和耐久性。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本申请的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：
图1(现有技术)是示出了当水电解系统停止时作为阳极催化剂主要成分的Ir的特性关于电压和酸性条件的甫尔拜图(Pourbaix diagram)。
图2是示出了根据本申请的水电解系统的构造的图。
图3是示出了根据本申请的电解系统的工作停止过程的流程图。
图4是示出了根据本申请第一实施方案的水电解系统的工作停止过程期间的电压控制的构造图。
图5是示出了根据本申请第二实施方案的水电解系统的工作停止过程期间的电压控制的构造图。
图6是示出了根据本申请第三实施方案的水电解系统的工作停止过程期间的电压控制的构造图。
图7是示出了根据本申请第四实施方案的水电解系统的工作停止过程期间的电压控制的构造图。
图8是示出了根据本申请第五实施方案的水电解系统的工作停止过程期间的电压控制的构造图。
具体实施方式
本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本申请。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件、和/或组件，但是不排除存在或加入一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组成的群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“含有”或“包含”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，说明书中描述的术语“单元”、“-器”、“-件和“模块”表示用于进行至少一种功能和操作的单元，并且可以通过硬件或软件及其组合实施。
此外，本申请的控制逻辑可以体现为计算机可读介质上的永久性计算机可读媒体，包括通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读媒体的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据储存设备。计算机可读介质也可以分布在网络联接的计算机系统中使得计算机可读媒体以分布方式储存和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)储存和执行。
下文将参考附图对本申请的示例性实施方案进行详细描述。
本申请提供了一种水电解系统，从而在确保耐用性的同时持续维持该电解系统的性能，其中，在电解系统停止工作时，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，并且同时，水电解堆的开路电压(OCV)状态下的电压维持不变，或者水电解堆的电压维持在使IrO2维持状态的开路电压(OCV)附近，从水电解堆内部的水变成中性pH之时起使电压朝向0V下降。
图2是示出了根据本申请的高耐久性水电解系统的构造的图，其中附图标记50表示堆叠并组装多个单元电池以满足所需制氢的水电解堆。
如上所述，电解堆50的(多个单元电池中的)一个单元电池包括：膜-电极组件(MEA)，所述膜-电极组件由能够转移氢离子(质子)的全氟磺酸离聚物类膜以及阳极和阴极构成，所述阳极和阴极分别堆叠在电解质膜的相对侧。
相应地，提供至阳极的水被分解为氧离子、氢离子(质子)和电子，接着氢离子通过电解质膜移动到阴极(还原电极)，并且电子通过外部电路和提供的电力而移动到阴极，氢离子与电子在阴极相互反应产生氢气。
用于提供水的第一储水器10通过水循环泵30连接至电解堆50。第一储水器10可以存储去除了杂质的中性状态的水。
在水电解堆50中产生的氢气通过第一气液分离器60流到氢气收集站，而在水电解堆50中产生的氧气通过第二气液分离器70流到氧气收集站。
此时，从第一气液分离器60分离出混有氢气的水，从第二气液分离器70分离出混有氧气的水，并且将分别从气液分离器60和气液分离器70分离出的水收集在第二储水器20中。
因此，除了第一储水器10之外，用于存储分别从气液分离器60和气液分离器70分离出的水的第二储水器20也可以用作向电解堆50提供水的水源。
阀22可以优选地安装在第二储水器20的出口线路上，即安装在第二储水器20与水循环泵30之间的连接线路上，其中阀22配置为：当阀关闭时，第一储水器10可以单独用作向堆50提供水的水源，并且当阀打开时，第一储水器10和第二储水器20可以一起用作向堆50提供水的水源。
特别地，在水电解系统的正常工作期间，阀22打开使得第一储水器10和第二储水器一起用作向堆50提供水的水源。另一方面，当水电解系统停止工作时，阀22关闭，使得存储有去除了杂质的中性水的第一储水器10单独用作向堆50提供水的水源。
同时，可以进一步设置辅助水循环泵40，以在停止工作时使电解堆的电池中表现为酸性状态的化学状态迅速地转变成中性状态。
现在将参照图3的流程图说明根据本申请的水电解系统的工作停止过程。
首先，当电解系统停止工作时，在通过控制器的电压控制下，控制电解堆的单元电池电压Va使其具有不发生水电解反应的单元电池电压的上限值V1，以防止电解堆的单元电池电压Va的快速下降(S101)。
电解堆的单元电池电压Va是在单元电池中产生的电压。单元电池电压可以是通过将电解堆的电压除以单元电池的数量而获得的值或可以是将测得的各个单元电池的电压取平均而获得的值。
单元电池电压的上限值V1设定为在酸性条件(pH K1)下不发生电解反应并且阳极催化剂维持稳定状态的电压。
接下来，控制器控制水循环泵30持续工作，使得水电解堆50从酸性条件转变成中性条件(S102)。
相应地，将存储在第一储水器10中的去除了杂质的中性状态的水提供至电解堆50，使得电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
随后，在通过控制器的电压控制下，将电解堆的单元电池电压Va控制为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
此时，控制器基于安装在电解堆上的电压测量传感器的测量信号来检查电解堆的单元电池电压Va是否被调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围(V2≤Va≤V1)(S103)。
单元电池电压的第一下限V2是设定为在酸性条件(pH K1)下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态的电压。
例如，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将pH K1设定为3，将单元电池电压的上限V1设定为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2设定为1.1V。
接下来，当检查到电解堆的单元电池电压Va为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围(V2≤Va≤V1)时，控制器确定存在于电解堆中的水的酸碱度(pH)是否大于或等于使水电解系统停止工作的参考pH值K2(S104)。
例如，当安装在水电解堆上的pH传感器测量电解堆中存在的水的pH并将测量结果传输到控制器时，控制器比较测得的pH与使水电解系统停止工作的参考pH值，并确定测得的pH是否大于或等于参考pH值K2。
随后，当确定水的pH(作为使水电解系统停止工作的重要因素)大于或等于使水电解系统停止工作的参考pH值K2时，在通过控制器的电压控制下，调节堆的单元电池电压Va使其下降至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定(S105)。
此时，K2是使水电解系统停止工作的参考pH值，表示存在于电解堆中的水呈现中性pH状态。当在阳极中使用IrO2催化剂时，可以将K2设定为6至7，并且可以将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
随后，检查电解堆的单元电池电压Va在步骤S105中是否被调节为下降至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定(S106)。
例如，当检查到电解堆的单元电池电压Va具有介于单元电池电压的第一下限V2和第二下限V3之间的范围(V3≤Va≤V2)时，可以确定电解堆的单元电池电压Va被调节为朝向单元电池电压的第二下限V3下降，使得在pH K2下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定。
如上所述，使水电解堆的单元电池电压不是简单地以V1至V2→0V下降，而是以V1至V2→V3→0V的顺序依次下降的原因是，在工作停止期间单元电池电压维持在能够使阳极催化剂维持化学稳定的电压区域中，使得阳极催化剂可以维持化学稳定状态而不会在电解系统的工作停止阶段突然重启时被损坏。
最后，通过将单元电池电压Va控制为0V(S107)以及使水循环泵停止(S108)的过程，使阳极催化剂维持化学稳定状态的水电解系统完全停止。
另一方面，优选将以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间ta控制为大于从V3下降至0V所需的时间tb。
在此，下文将描述根据本申请的在水电解系统的工作停止期间控制水循环泵的驱动的方法和控制水电解堆的单元电池电压的方法相关的各种实施方案。
第一实施方案
图4是根据本申请的第一实施方案的用于控制电解堆的单元电池电压和水循环泵的驱动的电路图，其中在水电解系统停止工作时，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，与此同时，将水电解堆的单元电池电压调节到使阳极催化剂维持化学稳定的范围，接着从水电解堆中的水变成中性pH之时起使电压朝向0V下降。
如图4所示，控制器100连接至电解堆50用于电压测量。
另外，酸碱度(pH)传感器120连接至控制器100以测量电解堆50中水的pH。
另外，作为通过控制器100控制接通/断开的开关，电解系统包括第一开关101、第二开关102以及第三开关103，当在电解系统的工作期间需要从第一电源110-1向电解堆50提供电流时所述第一开关101接通，当在电解系统的工作停止过程中需要从第一电源110-1向电解堆50提供电流时所述第二开关102接通，当需要从第二电源110-2向水循环泵30提供电流时所述第三开关103接通。
另外，作为在电解系统的工作停止期间用于调节从第一电源110-1提供至电解堆的电压的装置，电解系统包括设置在第二开关102和电解堆50之间的晶体管112。
根据本申请的第一实施方案，为了在电解系统的工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节为V1至V2→V3→0V，可以在电解堆上进行逐步脉宽调制(PWM)电压控制。
为此，在电解系统的工作停止阶段期间，通过控制器的信号，使第一开关101断开，第二开关102接通，第三开关103也保持接通。
因此，水循环泵30持续工作，使得电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
即，通过水循环泵30的工作将第一储水器10中存储的去除了杂质的中性pH状态的水提供至电解堆50，使得水电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
随后，将电解堆的单元电池电压Va调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
即，通过第二开关102在晶体管112中调节来自电源110的电压，使得可以将电解堆的单元电池电压Va调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围，使得在pHK1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将pH K1调节为3，将单元电池电压的上限V1调节为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2调节为1.1V。
此时，将通过pH传感器120测量的表明位于水电解堆中的水的pH的信号发送至控制器100。
随后，当控制器100确定水的pH(作为停止水电解系统的工作的重要因素)等于或大于使水电解系统停止工作的参考值K2时，控制器100通过执行一种PWM电压控制(参见图6)以预定周期接通/断开第二开关102来控制电解堆的单元电池电压Va使其下降至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
K2是使电解系统停止工作的参考pH值，表示存在于电解堆中的水呈现出中性pH状态。当在阳极中使用IrO2催化剂时，可以将K2设定为6至7，并且可以将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
如前所述，使水电解堆的单元电池电压不是简单地以V1至V2→0V下降，而是以V1至V2→V3→0V的顺序依次下降的原因是，在工作停止期间使单元电池电压维持在能够使阳极催化剂维持化学稳定的电压区域中，使得阳极催化剂可以维持化学稳定状态而不会在电解系统的工作停止阶段突然重启时被损坏。
最后，通过将单元电池电压Va控制为0V并且使水循环泵停止的过程，使阳极催化剂维持化学稳定状态的水电解系统完全停止。
另一方面，优选将以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间ta控制为大于从V3下降至0V所需的时间tb。
根据如上所述的第一实施方案，为了以V1至V2→V3→0V的顺序施加电解堆的单元电池电压，如图5所示，可以通过调节施加电压Vp的持续时间t1和不施加电压Vp的持续时间t2的占空比来控制单元电池电压，使其下降至所期望的电压水平。
例如，施加到电解堆的电压为Vp×(t1/(t1+t2))，因此当t2＝0时，施加的电压为Vp，而当t1：t2＝1：1时，施加的电压为Vp/2。
如前所述，根据第一实施方案的电路构造，在电解系统停止工作时，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，与此同时，以V1至V2→V3→0V的顺序调节电解堆的单元电池电压，使得阳极催化剂维持化学稳定状态，从而提高了水电解系统的性能、寿命和耐久性。
第二实施方案
图6是根据本申请的第二实施方案的用于控制电解堆的单元电池电压和水循环泵的驱动的电路图，其中在水电解系统停止工作时，使用电解堆中的剩余电压作为辅助电源，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，与此同时，将水电解堆的单元电池电压调节到使阳极催化剂维持化学稳定的范围，接着从水电解堆中的水变为中性pH值之时起使电压朝向0V下降。
如图6所示，控制器100连接至电解堆50用于电压测量。
另外，酸碱度(pH)传感器120连接至控制器100以测量电解堆50中水的pH。
另外，作为通过控制器100控制接通/断开的开关，电解系统包括第一开关101、第二开关102、第三开关103以及第四开关104，在电解系统的工作期间所述第一开关101接通使得从第一电源110-1向电解堆50提供电流，所述第二开关102保持断开状态，所述第三开关103接通使得从第二电源110-2向水循环泵30提供电流，所述第四开关104在电解堆50和水循环泵30之间的线路中设置在第二开关102和第三开关103之间从而在电解系统的工作期间保持断开状态。
另一方面，当电解系统停止工作时，控制第一开关101断开并且第二开关102接通，控制第三开关103断开同时第四开关104接通。
然而，当使用水电解堆50的剩余电压驱动水循环泵30时，如果水电解堆50的剩余电压不足以驱动水循环泵30或者如果电解堆50的电压偏离设定电压，控制第三开关103从断开变为接通以从第二电源110-2向水循环泵30提供电流，从而使水循环泵30持续地工作。
此时，利用第一电源110-1使电解堆50工作，利用第二电源110-2以驱动水循环泵30，利用第二开关102、第四开关104和设置在第二开关102和第四开关104之间的晶体管112以使用电解堆50的剩余电压来驱动水循环泵30。
根据本申请的第二实施方案，为了在电解系统的工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节为V1至V2→V3→0V，可以使电解系统工作为：在电解系统的工作停止阶段期间，通过控制器的信号使第一开关101断开，第二开关102接通，第四开关104接通，第三开关103断开或保持接通。
因此，水循环泵30持续工作，使得电解堆50从酸性条件转变成中性条件。这里，由于第四开关104处于接通状态，因此可以通过使用电解堆50中的剩余电压作为辅助电源来驱动水循环泵30。
然后，通过水循环泵30的工作，将存储在第一储水器10中的去除了杂质的水提供至电解堆50，从而使水电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
如上所述，根据本申请的第二实施方案，使用电解堆50中的剩余电压作为驱动水循环泵30的辅助电源，使得电解堆的单元电池电压逐渐消耗，并且以V1至V2→V3→0V依次下降。
由于水电解堆中剩余的氢和氧的影响，在水电解系统的工作停止的早期阶段中可能在电解堆中形成意外的电压。因此，通过晶体管112的电压控制，可以将电解堆的单元电池电压Va调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将pH K1调节为3，将单元电池电压的上限V1调节为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2调节为1.1V。
此后，当电解堆中的pH值等于或大于使电解系统停止工作的参考值K2时，通过使用电解堆中的剩余电压作为辅助电源进一步驱动水循环泵30，使得可以将电解堆的单元电池电压Va调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当阳极使用IrO2催化剂时，将K2设定为6至7，并且将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
随后，当调节单元电池电压使其下降至第二下限V3时，执行水循环泵的辅助电源功能，直到电解堆的剩余电压变为0V，水电解系统完全停止。
即，在电解堆的单元电池电压Va变成第二下限值V3之后，执行水循环泵的辅助电源功能，直到电解堆的剩余电压变为0V使电解系统稳定停止为止，因此水循环泵30停止，最终阳极催化剂的化学状态维持在稳定状态并且水电解系统的工作停止。
另一方面，优选将以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间ta控制为大于从V3下降至0V所需的时间tb。
如上所述，基于根据本申请的第二实施方案的电路构造，当水电解系统停止工作时，通过使用水电解堆50中的剩余电压作为辅助电源来驱动水循环泵30，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性条件转变成中性条件，与此同时，电解堆50中的剩余电压持续地用作驱动水循环泵30的辅助电源，使得电解堆的单元电池电压逐渐消耗并以V1至V2→V3→0V下降，使阳极催化剂维持化学稳定状态，从而改善了水电解系统的性能、寿命和耐用性。
第三实施方案
图7是根据本申请的第三实施方案的用于控制电解堆的单元电池电压和水循环泵的驱动的电路图，其中，在水电解系统停止工作时，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，同时使用可变电阻器，将水电解堆的单元电池电压调节至使阳极催化剂维持化学稳定的范围，接着从水电解堆中的水变为中性pH之时起使电压朝向0V下降。
为此，需要通过水循环泵使水电解堆处于中性条件，并且需要将电解堆的单元电池电压调节为V1至V2→V3→0V，相应地，本申请第三实施方案的特征在于，在电解堆中串联配置可变电阻器以实现逐步的电压控制，以便在电解系统工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节为V1至V2→V3→0V。
如图7所示，控制器100连接至电解堆50用于电压测量。
另外，酸碱度(pH)传感器120连接至控制器100以测量电解堆50中水的pH。
另外，作为通过控制器100控制接通/断开的开关，电解系统包括第一开关101、第二开关102、第三开关103以及第四开关104，当在电解系统的工作期间需要从第一电源110-1向电解堆提供电流时所述第一开关101接通，当需要从第一电源110-1向电解堆50提供电流时所述第二开关102接通并且在电解系统的工作停止过程中断开，当需要从第二电源110-2向水循环泵30提供电流时所述第三开关103接通，在电解系统的工作期间所述第四开关104断开，并且当旨在将水电解堆的单元电池电压调节为0V使水电解系统稳定停止时接通。
特别地，用于电压调节的可变电阻器130串联设置在在电解系统的工作期间从电源110向电解堆提供电流的线路上。
根据本申请的第三实施方案，为了在电解系统的工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节为V1至V2→V3→0V，在电解系统的工作停止阶段期间，通过控制器100的信号使第一开关101保持接通，第二开关102断开，第三开关103接通，并且第四开关104首先保持断开。
因此，水循环泵30持续工作，使得电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
即，通过水循环泵30的工作将第一储水器10中存储的去除了杂质的中性pH状态的水提供至电解堆50，使得水电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
在水电解系统的工作停止的早期阶段，由于水电解堆中剩余的氢和氧的影响，可以将电解堆的单元电池电压Va调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将pH K1调节为3，将单元电池电压的上限V1调节为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2调节为1.1V。
此时，可变电阻器130串联设置在从电源110向电解堆提供电流的线路上，使得在电解系统的工作停止期间可以通过可变电阻器的工作以V1至V2→V3→0V的顺序控制电解堆的单元电池电压。
之后，当电解堆中的pH值等于或大于使电解系统停止工作的参考值K2时，通过可变电阻器130的工作，可以将电解堆的单元电池电压Va调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当阳极使用IrO2催化剂时，将K2设定为6至7，并且将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
随后，当调节单元电池电压使其下降至第二下限V3时，通过可变电阻器130的工作使电解堆的单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止，并且通过控制器使水循环泵停止，因此使阳极催化剂维持化学稳定状态的水电解系统的工作停止。
优选地，控制器进一步控制第一开关101和第二开关102断开并且第四开关104接通，使得通过可变电阻器130除去电解堆的单元电池电压的剩余电压，从而可以更容易地将电解堆50的单元电池电压Va调节为0V。
另一方面，优选将以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间ta控制为大于从V3下降至0V所需的时间tb。
为此，当单元电池电压以V1至V2→V3下降时可变电阻器的电阻值Ri大于当单元电池电压以V3→0V下降时可变电阻器的电阻值。
如上所述，基于根据本申请的第三实施方案的电路构造，当水电解系统停止工作时，水循环泵30被驱动，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性条件转变成中性条件，与此同时，通过可变电阻器130的工作，将电解堆中的单元电池电压依次调节成V1至V2→V3→0V以使阳极催化剂维持化学稳定状态，从而提高了水电解系统的性能、寿命和耐用性。
第四实施方案
图8是根据本申请的第四实施方案的用于控制电解堆的单元电池电压和水循环泵的驱动的电路图，其中，在水电解系统停止工作时，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性pH转变成中性pH，同时使用一对电阻器，将水电解堆的单元电池电压调节至可以使阳极催化剂维持化学稳定的范围，接着从水电解堆中的水变为中性pH之时起使电压朝向0V下降。
如图8所示，控制器100连接至电解堆50用于电压测量。
另外，酸碱度(pH)传感器120连接至控制器100以测量电解堆50中水的pH。
另外，作为通过控制器100控制接通/断开的开关，电解系统包括第一开关101、第二开关102、第三开关103以及第四开关104，当在电解系统的工作期间需要从第一电源110-1向电解堆提供电流时所述第一开关101接通，当需要从第一电源110-1向电解堆50提供电流时所述第二开关102接通并且在电解系统的工作停止过程中断开，当需要从第二电源110-2向水循环泵30提供电流时所述第三开关103接通，在电解系统的工作期间所述第四开关104断开，并且当旨在将水电解堆的单元电池电压调节为0V使水电解系统稳定停止时接通。
特别地，用于电压调节的第一可变电阻器141和第二可变电阻器142串联设置在在电解系统的工作期间从电源110向电解堆提供电流的线路上。
根据本申请的第四实施方案，为了在电解系统的工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节成V1至V2→V3→0V，在电解系统的工作停止阶段期间通过控制器100的信号，使第一开关101保持接通，第二开关102断开，第三开关103接通，并且第四开关104首先保持断开。
此时，如下所述，用于第一电阻器141的第一电阻器连接开关143或用于第二电阻器142的第二电阻器连接开关144控制为接通，从而使用电阻器引起适当的电压下降。
因此，水循环泵30持续工作，使得电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
即，通过水循环泵30的工作将第一储水器10中存储的去除了杂质的中性pH状态的水提供至电解堆50，使得水电解堆50从酸性条件转变成中性条件。
在水电解系统的工作停止的早期阶段，由于水电解堆中剩余的氢和氧的影响，可以将电解堆的单元电池电压Va调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，可以将pH K1调节为3，将单元电池电压的上限V1调节为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2调节为1.1V。
此时，第一电阻器141和第二电阻器142串联设置在从电源110向电解堆提供电流的线路上，使得在电解系统的工作停止期间可以通过电阻器的工作以V1至V2→V3→0V的顺序控制电解堆的单元电池电压。
为此，通过控制器100将用于第一电阻器141的第一电阻器连接开关143首先控制为接通。
此后，当电解堆中的pH值等于或大于使电解系统停止工作的参考值K2时，通过第一电阻器141的工作可以将电解堆的单元电池电压Va调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
例如，当阳极使用IrO2催化剂时，将K2设定为6至7，并且将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
随后，当将单元电池电压调节为下降至第二下限V3时，通过控制器100将用于第二电阻器142的第二电阻器连接开关144也控制为接通，使得水电解堆的单元电池电压下降至0V使水电解系统稳定停止。
因此，通过第二电阻器142的工作，电解堆的单元电池电压下降到0V使电解系统稳定停止，并且通过控制器使水循环泵停止，因此使阳极催化剂维持化学稳定状态的水电解系统的工作停止。
优选地，控制器进一步控制使第一开关101和第二开关102断开并且使第四开关104接通，从而通过第一电阻器141和/或第二电阻器142除去电解堆的单元电池电压的剩余电压，从而更容易地将电解堆50的单元电池电压Va调节至0V。
另一方面，优选将以V1至V2→V3下降(使得阳极催化剂维持化学稳定而不会在水电解系统的工作停止期间突然重启时被损坏)所需的时间ta控制为大于从V3下降至0V所需的时间tb。
为此，当单元电池电压以V1至V2→V3下降时使用的第一电阻器141的电阻值大于当单元电池电压以V3→0V下降时使用的第二电阻器142的电阻值。
如上所述，基于根据本申请的第四实施方案的电路构造，当水电解系统停止工作时，水循环泵30被驱动，通过水电解堆内部的水循环使在电极(例如阳极)周围提供的水从酸性条件转变成中性条件，与此同时，通过第一电阻器141和第二电阻器142的工作，将电解堆中的单元电池电压依次调节成V1至V2→V3→0V以使阳极催化剂维持化学稳定状态，从而提高了水电解系统的性能、寿命和耐用性。
尽管已经详细描述了本申请的实施方案，但是本申请的范围不限于上述实施方案，本领域技术人员使用权利要求书中限定的本申请的基本概念进行的各种修改和改变也包括在本申请的范围内。

Claims (26)

1.一种水电解系统，其包括：
水电解堆；
储水器，其连接至水电解堆以向水电解堆提供水；
水循环泵，其将储水器中的水提供至电解堆；
控制单元，其配置为在电解系统的工作停止期间控制水循环泵的驱动以使电解堆中的水从酸性条件转变成中性条件，并将电解堆的单元电池电压调节为不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态的电压。
2.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述储水器由第一储水器组成，第一储水器存储去除了杂质的中性水，或者，所述储水器由第一储水器和第二储水器组成，第一储水器存储去除了杂质的中性水，第二储水器存储从气液分离器分离的水。
3.根据权利要求2所述的水电解系统，其中，在所述第二储水器的出口线路上安装有开/关阀。
4.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述水电解系统进一步包括辅助水循环泵，其配置为在所述电解系统的工作停止期间使所述电解堆内部的酸性条件迅速转变成中性条件。
5.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述控制单元配置为在电解系统的工作停止期间将电解堆的单元电池电压调节到介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得在酸碱度pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态；
当确定电解堆中水的pH值大于或等于使电解系统停止工作的参考pH值K2时，使电解堆的单元电池电压下降至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
6.根据权利要求5所述的水电解系统，其中，当在电解堆的阳极中使用IrO2催化剂时，将pH K1设定为3，将单元电池电压的上限V1设定为1.23V，并且将单元电池电压的第一下限V2设定为1.1V。
7.根据权利要求5所述的水电解系统，其中，K2的值是使电解系统停止工作的参考pH值，表示存储在电解堆中的水呈现中性pH状态，其中当在阳极中使用IrO2催化剂时，将K2的值设定为6至7，并且将单元电池电压的第二下限V3设定为0.9V。
8.根据权利要求5所述的水电解系统，其中，控制单元配置为：将单元电池电压以V1至V2→V3下降所需的时间ta控制为大于单元电池电压从V3下降至0V所需的时间tb，单元电池电压以V1至V2→V3下降使得在水电解系统的工作停止期间突然重启时阳极催化剂维持化学稳定。
9.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述控制单元包括：
控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；
pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度pH并将测得的pH传输至控制器；
第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；
第二开关，当在电解系统的工作停止过程中需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第二开关接通；
第三开关，当需要从第二电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；以及
晶体管，其设置在第二开关和电解堆之间。
10.根据权利要求9所述的水电解系统，其中，在通过控制器的控制信号使第三开关接通的状态下，水循环泵被驱动以使电解堆从酸性条件转变成中性条件，并且在通过控制器的控制信号使第二开关接通的状态下，将电解堆的单元电池电压调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
11.根据权利要求9所述的水电解系统，其中，当控制器基于pH传感器的测量信号确定电解堆中水的pH值大于或等于使电解系统停止工作的参考pH值K2时，控制器执行脉宽调制电压控制以预定周期接通/断开第二开关，从而使电解堆的单元电池电压下降至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
12.根据权利要求11所述的水电解系统，其中，在使单元电池电压下降至第二下限V3之后，控制器将单元电池电压调节至0V，以完全停止电解系统，并停止水循环泵的工作。
13.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述控制单元包括：
控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；
pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度pH并将测得的pH传输至控制器；
第一开关和第二开关，在电解系统的工作期间通过控制器使所述第一开关接通并且使所述第二开关保持断开从而从第一电源向电解堆提供电流；
第三开关，通过控制器使所述第三开关接通从而从第二电源向水循环泵提供电流；
第四开关，其设置在电解堆和水循环泵之间从而在电解系统工作期间保持断开；以及
晶体管，其设置在第二开关和第四开关之间，
其中在电解系统的工作停止期间，通过控制器控制使第二开关接通，当需要提供电解堆的剩余电压作为用于驱动水循环泵的辅助电源时通过控制器控制使第四开关接通。
14.根据权利要求13所述的水电解系统，其中，在通过控制器的控制信号使第四开关接通并且使第三开关保持断开的状态下，通过使用电解堆的剩余电压作为辅助电源来驱动水循环泵，从而使电解堆从酸性条件转变成中性条件，并且在通过控制器的控制信号使第二开关接通的状态下，在电解系统的工作停止的早期阶段，通过晶体管的电压控制，将电解堆的单元电池电压调节为介于上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
15.根据权利要求13所述的水电解系统，其中，当控制器基于pH传感器的测量信号确定电解堆中水的pH大于或等于使电解系统停止工作的参考pH值K2时，控制器将电解堆的单元电池电压调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态，从而允许通过使用电解堆的剩余电压作为辅助电源来持续驱动水循环泵。
16.根据权利要求15所述的水电解系统，其中，在将单元电池电压调节为下降至第二下限V3之后，水循环泵执行辅助电源功能，直到电解堆的剩余电压变为0V，以完全停止电解系统。
17.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述控制单元包括：
控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；
pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度pH并将测得的pH传输至控制器；
第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；
第二开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时首先通过控制器使所述第二开关接通，接着在电解系统的工作停止的过程中通过控制器使所述第二开关断开；
第三开关，当需要从第二电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；
第四开关，在电解系统的工作期间所述第四开关首先断开，接着当旨在使电解堆的单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止时通过控制器使所述第四开关接通；以及
可变电阻器，其设置在从第一电源向电解堆提供电流的线路上。
18.根据权利要求17所述的水电解系统，其中，在所述电解系统的工作停止期间，通过所述控制器的控制信号使所述第一开关保持接通并且使所述第二开关和所述第四开关断开，并且使第三开关接通以驱动水循环泵从而使电解堆从酸性条件转变成中性条件，从而将电解堆的单元电池电压调节为介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
19.根据权利要求17所述的水电解系统，其中，当所述控制器基于pH传感器的测量信号确定所述电解堆中的水的pH大于或等于使电解系统停止工作的参考pH值K2时，通过可变电阻器的工作，控制器将电解堆的单元电池电压调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pH K2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
20.根据权利要求19所述的水电解系统，其中，当所述电解堆的单元电池电压Va调节为第二下限V3时，单元电池电压下降至0V，并且在控制器的控制下所述水循环泵停止以完全停止电解系统。
21.根据权利要求20所述的水电解系统，其中，当单元电池电压以V1至V2→V3下降时可变电阻器的电阻值被控制为大于当单元电池电压从V3下降至0V时可变电阻器的电阻值。
22.根据权利要求1所述的水电解系统，其中，所述控制单元包括：
控制器，其连接至所述电解堆，使得能够测量所述电解堆的单元电池电压；
pH传感器，其测量电解堆中水的酸碱度pH并将测得的pH传输至控制器；
第一开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时通过控制器使所述第一开关接通；
第二开关，当在电解系统的工作期间需要从第一电源向电解堆提供电流时首先通过控制器使所述第二开关接通，接着在电解系统的工作停止的过程中通过控制器使所述第二开关断开；
第三开关，当需要从第二电源向水循环泵提供电流时通过控制器使所述第三开关接通；
第四开关，在电解系统的工作期间所述第四开关首先断开，接着当旨在使电解堆的单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止时通过控制器使所述第四开关接通；
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和第二电阻器设置在从第一电源向电解堆提供电流的线路上；
第一电阻器连接开关，通过控制器使所述第一电阻器连接开关接通从而使用第一电阻器；
第二电阻器连接开关，通过控制器使所述第二电阻器连接开关接通从而使用第二电阻器。
23.根据权利要求22所述的水电解系统，其中，在所述电解系统的工作停止期间，通过所述控制器的控制信号使所述第一开关保持接通并且使所述第二开关和所述第四开关断开，并且使所述第三开关接通以驱动水循环泵以使电解堆从酸性条件转变成中性条件，从而将电解堆的单元电池电压调节至介于单元电池电压的上限V1和第一下限V2之间的电压范围，使得在pH K1的酸性状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
24.根据权利要求22所述的水电解系统，其中，当所述电解堆中水的pH大于或等于使所述电解系统停止工作的参考pH值K2时，用于第一电阻器的第一电阻器连接开关接通，通过第一电阻器的工作将电解堆的单元电池电压调节至单元电池电压的第二下限V3，使得在pHK2的状态下不发生电解反应并且阳极催化剂维持化学稳定状态。
25.根据权利要求24所述的水电解系统，其中，在将所述电解堆的单元电池电压调节为第二下限V3时，用于第二电阻器的第二电阻器连接开关接通，通过第二电阻器的工作使单元电池电压下降至0V使电解系统稳定停止，并且在控制器的控制下水循环泵停止以完全停止电解系统。
26.根据权利要求25所述的水电解系统，其中，当单元电池电压以V1至V2→V3下降时的第一电阻器的电阻值被控制为大于当单元电池电压从V3下降至0V时的第二电阻器的电阻值。
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