CN203976930U - 太阳能电解海水制氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能电解海水制氢装置，它包括电解槽、离子交换膜、阴极气体收集装置、阳极气体收集装置和电解电极，它还包括海水过滤装置和太阳能光伏电池，电解槽中盛装用于电解制氢的海水，海水过滤装置接通电解槽以将海水经过滤后引入电解槽中；太阳能光伏电池电接一变压器，变压器通过导线电接阴阳电解电极；采用海水作为制氢电解原料，海水资源充足，来源广泛，生产成本低廉、清洁无污染，同时在电解过程中还能带来附加产物；通过太阳能光伏电池将太阳能转化为电能后给电解电极供电，相比采用传统电力电能供电具有较低的成本，供电能源充足，纯天然，无污染的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电解海水制氢装置。
背景技术
在常见的制氢方法中，天然气转化制取氢气含有CO和CO2，氢气纯度不高，且对环境不利；甲醛重整制氢程序繁琐、价格高昂；传统的水电解制氢是较理想的制氢方法，不产生温室气体，但由于其直接使用传统电能和电解淡水，生产成本较高并且各国的淡水资源都相对缺乏。通过电解海水制取氢气，具有非常大的优势。虽然，目前电解海水需不断研究新技术解决氯气的产生以及其他问题，但通过太阳能电解海水，由于其丰富廉价的电解原料、使用新兴的太阳能电能和高附加值特性，具有重大的意义。
实用新型内容
本实用新型提供了一种太阳能电解海水制氢装置，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。
本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：
太阳能电解海水制氢装置，包括电解槽、离子交换膜、阴极气体收集装置、阳极气体收集装置和电解电极，电解电极伸入电解槽中电解溶液，离子交换膜固定于电解槽两侧壁之间将电解槽分隔成阳极电解室和阴极电解室，它还包括海水过滤装置、变压器和用于提供电解电能的太阳能光伏电池，电解槽中盛装用于电解制氢的海水，海水过滤装置接通电解槽以将海水经过滤后引入电解槽中，太阳能光伏电池电接变压器，变压器通过导线电接阴阳电解电极。
一实施例之中：海水过滤装置包括上下间隔布置的过滤网结构，过滤网空隙从最上层过滤网至最下层过滤网为由最大到最小设置。
一实施例之中：所述阴极气体收集装置用于收集电解置取的氢气，在阴极气体收集装置的进气口处设有干燥单元以对收集的氢气进行干燥。
一实施例之中：所述电解槽的槽体底部结构为弧形面状，且底部设有用于收集电解槽中析出的电解副产物的收集孔。
一实施例之中：所述电解电极包括金属棒电极或石墨棒电极或多孔电极，所述电解电极上具有能够增加电解电极棒上的比表面积的细小的孔洞结构以增大电解电极与电解槽中海水的接触面积。
一实施例之中：所述电解槽的槽体材料采用耐腐蚀、透明的材料。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、太阳能电解海水制氢装置还包括海水过滤装置，电解槽中盛装用于电解制氢的海水，海水过滤装置接通电解槽以将海水经过滤后引入电解槽中，采用海水作为制氢电解原料，海水资源充足，来源广泛，生产成本低廉、清洁无污染，同时在电解过程中还能带来附加产物；海水过滤装置能够实现天然海水在进入电解槽之间的杂质过滤和提纯。
2、太阳能电解海水制氢装置还包括变压器和用于提供电解电能的太阳能光伏电池，太阳能光伏电池和变压器都安装于电解槽之上方，太阳能光伏电池电接变压器，变压器通过导线电接阴阳电解电极，通过太阳能光伏电池将太阳能转化为电能，在通过变压器进行电压转换后给电解电极供电，充分利用了太阳能的自然资源供电，相比采用传统电力电能供电具有较低的成本，供电能源充足，纯天然，无污染的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1绘示了太阳能电解海水制氢装置的整体结构示意图。
图2绘示了太阳能电解海水制氢装置的正视图。
图3绘示了海水过滤装置结构的半剖视图。
图4绘示了电解电极的多孔电极的结构示意图。
图5绘示了电解槽底部弧形结构的示意图。
具体实施方式
请查阅图1至图5，太阳能电解海水制氢装置，包括电解槽4、离子交换膜3、阴极气体收集装置8、阳极气体收集装置1、海水过滤装置2、太阳能光伏电池12和电解电极7。
太阳能光伏电池12用于将太阳能转化为电能，并电接变压器11，变压器11通过导线9电接阴阳电解电极7给该制氢装置提供电能，该太阳能光伏电池12和变压器11都由立柱10固定安装于电解槽4的上方。
电解槽4中盛装用于电解制氢的天然海水，海水过滤装置2接通电解槽，天然海水引入电解槽4之前需经过海水过滤装置2过滤去杂质提纯后，由海水过滤装置2的导流管21将净化后的海水引入电解槽4中。海水过滤装置2包括上下间隔布置的过滤网22结构，过滤网22空隙从最上层过滤网至最下层过滤网为由最大到最小设置，通过多层过滤网22的过滤达到天然海水的提纯效果。
电解电极7伸入电解槽4中电解溶液，离子交换膜3固定于电解槽4两对面侧壁之间将电解槽4分隔成阳极电解室41和阴极电解室42，阳极电解室41和阴极电解室42可通过螺栓6和螺母5可拆卸地固定连接在一起，离子交换膜3固定在阳极电解室41和阴极电解室42的相接处，通过离子交换膜3能使电解液中的阴离子和阳离子在通电的情况下分别向正负两电解电极7端移动，同时由于离子交换膜3的隔离作用，使在阴极端产生的氢气和在阳极端产生的氧气、氯气之间相互隔离，不会因串气而导致氢气污染，保证能够提炼到高纯度的氢气。离子交换膜3可以是阴离子交换膜或阳离子交换膜。
阴极气体收集装置8用于收集电解置取的氢气，在阴极气体收集装置8的进气口处设有干燥单元以对收集的氢气进行干燥。阳极气体收集装置1用于收集在阳极端产生的氧气和氯气。
所述电解槽4的槽体底部结构为弧形面状，且底部设有用于收集电解槽中析出的电解副产物的收集孔43，这里从电解槽中析出的副产物为氢氧化物，从该收集孔43导出。
所述电解电极7包括金属棒电极或石墨棒电极或多孔电极，电解电极7上具有能够增加电解电极棒上的比表面积的细小的孔洞71结构以增大电解电极与电解槽中海水的接触面积，提高氢气的置取效率。
所述电解槽4的槽体材料采用耐腐蚀、透明的材料，本实施例中，该槽体材料采用具有一定强度的亚克力材料。
本实用新型采用海水作为制氢电解原料，海水资源充足，来源广泛，生产成本低廉、清洁无污染，是一个理想的制氢电解原料，实现天然海水的综合利用和开发，同时采用天然海水作为电解原来能在电解过程中带来附加产物；通过加装海水过滤装置能够实现天然海水在进入电解槽之间的杂质过滤和提纯。本实用新型还充分利用了太阳能的自然资源供电，相比采用传统电力电能供电具有较低的成本，供电能源充足，纯天然，无污染的优势。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
Claims (6)
1.太阳能电解海水制氢装置，包括电解槽、离子交换膜、阴极气体收集装置、阳极气体收集装置和电解电极，电解电极伸入电解槽中电解溶液，离子交换膜固定于电解槽两侧壁之间将电解槽分隔成阳极电解室和阴极电解室，其特征在于：还包括海水过滤装置、变压器和用于提供电解电能的太阳能光伏电池，电解槽中盛装用于电解制氢的海水，海水过滤装置接通电解槽以将海水经过滤后引入电解槽中，太阳能光伏电池电接变压器，变压器通过导线电接阴阳电解电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电解海水制氢装置，其特征在于：海水过滤装置包括上下间隔布置的过滤网结构，过滤网空隙从最上层过滤网至最下层过滤网为由最大到最小设置。
3.根据权利要求1所述的太阳能电解海水制氢装置，其特征在于：所述阴极气体收集装置用于收集电解置取的氢气，在阴极气体收集装置的进气口处设有干燥单元以对收集的氢气进行干燥。
4.根据权利要求1所述的太阳能电解海水制氢装置，其特征在于：所述电解槽的槽体底部结构为弧形面状，且底部设有用于收集电解槽中析出的电解副产物的收集孔。
5.根据权利要求1所述的太阳能电解海水制氢装置，其特征在于：所述电解电极包括金属棒电极或石墨棒电极或多孔电极，所述电解电极上具有能够增加电解电极棒上的比表面积的细小的孔洞结构以增大电解电极与电解槽中海水的接触面积。
6.根据权利要求1所述的太阳能电解海水制氢装置，其特征在于：所述电解槽的槽体材料采用耐腐蚀、透明的材料。
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