CN202011906U - 纳米电极脉宽调制氢器产生器 - Google Patents

纳米电极脉宽调制氢器产生器 Download PDF

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Abstract

一种纳米电极脉宽调制氢气产生器，包括:一电解槽；一正极电解件及一负极电解件位于该电解槽内；其中该正极电解件及该负极电解件的表面各有一层纳米粉末(或更微细的埃米粉末或皮米粉末)所形成的金属层。一电解电源连接一PWM脉宽调制器，该电解电源及该PWM脉宽调制器的组件的两端串接在该正极电解件及该负极电解件之间。该正极电解件及该负极电解件对应设于电解槽之中，其为具有高还原性的金属或石墨所制。该高还原性的金属选自铁、钴、镍、锌、铜、铝、锂、钼、稀土等。其中应用溅镀、电镀方式、喷涂方式或是气相沉积方式或套装的方式在该正极电解件及该负极电解件上形成该纳米粉末(或更微细的埃米粉末或皮米粉末)金属层。

Description

纳米电极脉宽调制氢器产生器
技术领域
本实用新型关于一种电解制氢装置，特指一种纳米电极脉宽调制氢气产生器。
背景技术
利用电解装置来电解水制氢为一种行之有年的现有技术(在1830年前即已提出)，而其所生成的氢气除了可作为高效率的能量来源之外(例如：做为燃料燃烧)，其燃烧后更不会产生任何不利于环境的生成物，故于工业上备受关注。唯其效率均无法提升，目前最大不会超过70%。由于消耗性能源(例如：石油)日益短缺且环境保护问题日益严重的现代社会中，如氢气这类可生且不会产生污染的能量来源更被视为未来最具有潜力的能源方案，除此之外，如我们所知氢气更为现有技术中燃料电池的主要的填充燃料，燃料电池具有高电能转换率且其生成物仅为对环境无害的水，该技术具备诸多的优点，未来更有效率用于替代各种发电燃料用途。
然而现有技术中的电解装置中，其电解水制氢的效率不高，不耐腐蚀。此为实用上较令人诟病之处，主因之一为其电极金属结构上多半为颗粒粗造的传统表面，故因为表面原子面积有限而无法快速且更有效率的产出氢气，故本发明人思索并提供一种可高效率地生产N倍氢气且更耐腐蚀的电解装置。
实用新型内容
为解决上述的现有技术不足之处，本实用新型目的在于提供一创新的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其应用纳米及PWM脉宽调制的技术以期改良现有技术中的难点使效率可以大大的提升。
本实用新型的主要目的在于提供一种纳米电极脉宽调制氢气产生器，包括:一装有电解液的电解槽；一正极电解件及一负极电解件位于该电解槽内；其中该正极电解件及该负极电解件的表面各有一层纳米粉末或埃米粉末(或更微细的皮米粉末)所形成的金属层。
其中包括一个PWM脉宽调制电压控制系统，其由电源装置连接PWM脉宽调制器所形成，该PWM脉宽调制电压控制系统两端再串接该正极电解件及该负极电解件。该正极电解件及该负极电解件对应设于电解槽之中，其为具有高还原性的金属或石墨所制。该高还原性的金属选自铁、钴、镍、锌、铜、铝、锂、钼、及镧系列稀土金属。其中应用溅镀、电镀方式、喷涂方式或是气相沉积等方式或套装的方式在该正极电解件及该负极电解件上形成该纳米粉末(或更微细的埃米粉末或皮米粉末)金属层。
本实用新型有益技术效果在于：本实用新型因为正、负极电解件结构上的改良(附上一层纳米粉末(或微细埃米粉末及皮米粉末)金属层)而可在小体积的情况下大幅的增加接触反应的表面积，电子几乎等同光速在运动，因此都集中在金属等导电物质的表面“沿面”在运动，因此可让表面颗粒变小，原子数变大，就可有效的提高氢气的生产速度及效率。电解电源的外部串接一PWM脉宽调制器，在氢气的电解过程中，可以使得电极的驱动电流呈间歇性，因此可以具有足够的时间使得该氢气体泡末被释出，而不会累积沉积在该等电极金属物上产生阻碍。所以就能改善以往氢气产生效率低的问题。
由下文的说明可更进一步了解本实用新型的特征及其优点，阅读时并请参考附图。
附图说明
图1为本实用新型的配置示意图。
图2为本实用新型的局部元件侧视图。
图3为本实用新型的PWM(脉宽调制)电压控制系统。
图4为本实用新型的PWM(脉宽调制)电压控制系统的波形示意图。
【主要元件符号说明】
10电解槽       20正极电解件        30负极电解件
50纳米粉末(或微细皮米粉末)金属层
100电解电池  110 PWM脉宽调制器。
具体实施方式
为使本实用新型的特征、内容与优点及其所能达成的功效，现将本实用新型配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本实用新型实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置以限制本实用新型的专利范围，合先叙明。
请参配合参看图1及3所示，本实用新型的纳米电极脉宽调制氢气产生器于一较佳的实施例中可包括一电解槽10中注有电解液、一正极电解件20及一负极电解件30。其中该电解槽10为一封闭系统，并有一H2O输入管路，用于将水注入该电解槽10，及一H2输出管路，用于输出H2气体。
请进一步配合参考图2所示，前述的正极电解件20及负电解件30对应设于电解槽10之中，其为具有高还原性的金属所制，例如：铁、钴、镍、锌、铜、铝、锂或石墨稀土等。本实用新型中于该正极电解件20及该负极电解件30的表面利用溅镀、电镀方式、喷涂方式或是气相沉积方式形成一由纳米粉末(或更微细的埃米粉末或皮米粉末)所形成的金属层50。纳米粉末(或微细的埃米粉末及皮米粉末)金属层50的材料具有微细的颗粒的特性，所以单位面积的原子数大大的增加，也就使整个作用面积增加，也跟着提升了电解的效率。因此可降低成本，使得本实用新型的氢气产生器可以全面的商业化。而因为正、负极电解件于结构上的改良而可在小体积的情况下大幅的增加接触反应的表面积，可有效的提高氢气的生产速率，达到短时间内输出大量氢气的特征。
本实用新型中的纳米粉末(或微细皮米粉末)金属层50也可以应用套装方式安装在该正极电解件20及该负极电解件30的表面的金属层。
请参考图3，其中显示本实用新型包括一个PWM(脉宽调制)电压控制系统。其中的电解电池100的外部串接一PWM脉宽调制器110，其调制波形如图4所示，所以可以使得电极的触发电流呈间歇性导通。其主要作用在于在氢气的电解过程中，如果一直使用直流电，将使得在该正极电解件20及该负极电解件30的表面形成一层气膜，阻隔反应，因此使得反应速率下降。本实用新型中使用PWM脉宽调制器110，可以使得电极的触发电流呈间歇性，所以可以提供足够的时间使得该氢气被释出，而不会沉积在该等电极上。所以改善以往氢气产生效率低的问题，也使得本实用新型的氢气产生气可以商业化。并在高温下有良好的化学稳定性及优良的机械性能。
本实用新型于电解槽内注入电解液而进行电解制氢时，因为正极电解件为高还原性金属，故可强效地与氧结合生成金属氧化物，而借助如此的特征亦可增加氢气的生产速率。本实用新型中因为正、负极电解件结构上的改良(附上一层纳米粉末(或微细的埃米粉末及皮米粉末)金属层)而可在小体积的情况下大幅的增加接触反应的表面积，电子是几乎等同光速在跑的，因此都集中在金属等导电物质的表面”沿面”在运动，因此让表面颗粒变小，原子数变大，就可有效的提高氢气的生产速度及效率，达到短时间内输出大量氢气的特征。电解电池的外部串接一PWM脉宽调制器，在氢气的电解过程中，可以使得电极的触发电流呈间歇性，所以可以提供足够的时间使得该氢气体泡沫被释出，而不会累积沉积在该等电极金属物资上产生阻碍。所以就能改善以往氢气产生效率低的问题，也使得本实用新型的氢气产生气可以达成N倍效率更耐腐蚀的商品化产品。
以上所述的实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使熟习此项技艺的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，当不能以之限定本实用新型的专利范围，即大凡依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本实用新型的专利范围内。

Claims (8)

1.一种纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于包括:
一个装有电解液的电解槽；
一个正极电解件及一个负极电解件，位于该电解槽内；
其中该电解槽为一个封闭系统，并有一个水输入管路，用于将水注入该电解槽，及一个氢气输出管路，用于输出氢气气体；
其中该正极电解件及该负极电解件的表面各有一层细微粉末所形成的金属层。
2.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：更包括一个PWM脉宽调制电压控制系统，该PWM脉宽调制电压控制系统包括相互串接的一个电解电源及一个PWM脉宽调制器，该电解电源及该PWM脉宽调制器所串接成的组件的两端再串接该正极电解件及该负极电解件。
3.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：该正极电解件及该负极电解件为具有高还原性的金属所制。
4.如权利要求3的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：该高还原性的金属为铁、钴、镍、锌、铜、铝、锂、钼或稀土。
5.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：该正极电解件及该负极电解件为石墨。
6.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：该金属层是以溅镀、电镀、喷涂或气相沉积方式所形成。
7.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：该金属层是以套装方式安装在该正极电解件及该负极电解件的表面。
8.如权利要求1的纳米电极脉宽调制氢气产生器，其特征在于：所述细微粉末为纳米粉末、埃米粉末或皮米粉末。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9816190B2 (en) 2014-12-15 2017-11-14 JOI Scientific, Inc. Energy extraction system and methods
US10047445B2 (en) 2014-12-15 2018-08-14 JOI Scientific, Inc. Hydrogen generation system
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