CN207512264U - 一种电解水制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电解水制氢设备技术领域，具体为一种电解水制氢装置，包括电解槽，电解槽包括槽体和盖板，盖板上安装有第一接线柱和第二接线柱，第一接线柱连接有第一电极，第二接线柱与第二电极连接，第一接线柱和第二接线柱分别通过导线与脉冲电压发生器连接，槽体右外侧面的下部设置有通过水泵与电解液储存箱连接的进液口，槽体左外侧面的下部设置有与废液收集箱连接的出液口，盖板上设置有氢气出气口和氧气出气口，氢气出气口通过氢气管路依次与气液分离器、冷却器、洗涤器、分子筛干燥器以及储气罐连接。本实用新型设计合理，操作简单，通过脉冲电压的施加，有效地将电解水过程分解为两步，氢气和氧气分步生成，避免了氢气和氧气的混合。

Description

一种电解水制氢装置

技术领域

本实用新型涉及电解水制氢设备技术领域，具体为一种电解水制氢装置。

背景技术

随着人类社会的发展，工业化的进程越来越快，对能源的需求量日益增加，但是煤、石油、天然气等传统化石能源的大量使用既造成了能源紧缺，又造成了比较严重的污染问题，所以寻找存储丰富的清洁能源势在必行。其中氢能源以其燃烧无污染、发热量高等优点引起大家的关注。而电解水制备氢气的操作相对简单，技术比较成熟，环保无污染，是大量制备氢气的重要手段。但是常规的电解水技术在电解水过程中阴阳极同时生成氢气和氧气，导致氢气和氧气的混合，虽然采用离子选择性膜可以隔开阳极区和阴极区，但是离子选择性膜的成本较高，而且会增加电解槽内阻，增加能耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术导致的电解水过程的氢气和氧气混合以及离子选择性膜导致的能耗增加的问题，提供一种电解水制氢装置。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：一种电解水制氢装置，包括电解槽和纯化收集装置，电解槽包括槽体和盖板，槽体和盖板通过法兰连接，盖板的中间部位安装有第一接线柱和第二接线柱，第一接线柱和第二接线柱均与盖板贯穿，第一接线柱的底部连接有第一电极，第二接线柱的底部与第二电极连接，第一接线柱和第二接线柱的顶部分别通过导线与脉冲电压发生器连接，槽体右外侧面的下部设置有进液口，进液口通过管道与水泵连接，水泵的另一端与电解液储存箱连接，槽体左外侧面的下部设置有出液口，出液口通过管道与废液收集箱连接，盖板上位于第一接线柱的左边设置有氢气出气口和氧气出气口，氢气出气口与氢气管路连接，氢气管路上设置有纯化收集装置，纯化收集装置包括气液分离器、冷却器、洗涤器、分子筛干燥器以及储气罐。

本实用新型的特点还在于，

其中第一电极为金属铂电极，第二电极为氢氧化镍电极。

其中电解液储存箱中的电解液为氢氧化钾或者氢氧化钠碱性水溶液。

其中各个管路上设置有阀门。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，操作简单，通过脉冲电压发生器给电解槽的两端施加不同方向的脉冲电压。首先以金属铂电极为阴极，在其表面生成氢气，氢氧化镍电极为阳极，被氧化为NiOOH电极，在此过程中收集氢气，然后施加反向电压，NiOOH电极为阴极，被还原为氢氧化镍，金属铂电极为阳极，生成氧气，通过如此的交替循环，在产生氢气时进行收集，氢气和氧气分两步产生，不会混合。

附图说明

图1是本实用新型一种电解水制氢装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种电解水制氢装置中的电解槽的内部结构图。

图中：1、槽体；2、盖板；3、第一接线柱；4、第二接线柱；5、第一电极；6、第二电极；7、脉冲电压发生器；8、进液口；9、水泵；10、电解液储存箱；11、出液口；12、废液收集箱；13、氢气出气口；14、氧气出气口；15、氢气管路；16、气液分离器；17、冷却器；18、洗涤器；19、分子筛干燥器；20、储气罐。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行进一步描述。

如图1和图2所示，一种电解水制氢装置，包括电解槽，电解槽包括槽体1和盖板2，槽体1和盖板2通过法兰连接，法兰用于将槽体1和盖板2活动连接，在进行电解过程中通过螺丝固定，完成电解过程后拆开清洗，盖板2的中间部位安装有第一接线柱3和第二接线柱4，第一接线柱3和第二接线柱4均与盖板2贯穿，第一接线柱3的底部连接有第一电极5，第二接线柱4的底部与第二电极6连接，第一接线柱3和第二接线柱4的顶部分别通过导线与脉冲电压发生器7连接，脉冲电压发生器7用于为电解水装置施加正反向的电解电压，槽体1右外侧面的下部设置有进液口8，进液口8通过管道与水泵9连接，水泵9的另一端与电解液储存箱10连接，槽体1左外侧面的下部设置有出液口11，出液口11通过管道与废液收集箱12连接，废液收集箱12用于收集电解过程中产生的浓碱，盖板2位于第一接线柱的左边设置有氢气出气口13和氧气出气口14，氢气出气口13与氢气管路15连接，氢气管路15上依次设置有气液分离器16、冷却器17、洗涤器18、分子筛干燥器19以及储气罐20。

其中第一电极5为金属铂电极，第二电极6为氢氧化镍电极。

其中电解液储存箱10中的电解液为氢氧化钾或者氢氧化钠碱性水溶液。

其中各个管路上设置有对管路进行控制的阀门。

具体实施时，首先启动脉冲电压发生器7，使金属铂作为阴极，发生析氢反应，氢氧化镍作为阳极，发生氧化反应，此时阴极产生氢气，阳极的氢氧化镍被氧化为NiOOH电极，使用氢气纯化装置以及储气罐收集产生的氢气，然后关闭氢气管路15的控制阀，设置脉冲电压发生器7，使金属铂电极为阳极，NiOOH电极为阴极，此时NiOOH被还原为氢氧化镍，金属铂电极上发生氧化反应，生产氧气，将氧气通过氧气出气口14排出，然后通过出液口11排出电解废液，通过进液口8向电解槽内输入碱性电解液，排出电解槽内的氧气，然后再次循环交替制备收集氢气。排出的电解废液为高浓度的碱性溶液，可以将其稀释到所需浓度，再次利用。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电解水制氢装置，其特征在于，包括电解槽和纯化收集装置；

所述电解槽包括槽体(1)和盖板(2)，所述槽体(1)和盖板(2)通过法兰连接，所述盖板(2)的中间部位安装有第一接线柱(3)和第二接线柱(4)，所述第一接线柱(3)和第二接线柱(4)均与盖板(2)贯穿，所述第一接线柱(3)的底部连接有第一电极(5)，所述第二接线柱(4)的底部与第二电极(6)连接，所述第一接线柱(3)和第二接线柱(4)的顶部分别通过导线与脉冲电压发生器(7)连接，所述槽体(1)右外侧面的下部设置有进液口(8)，所述进液口(8)通过管道与水泵(9)连接，所述水泵(9)的另一端与电解液储存箱(10)连接，所述槽体(1)左外侧面的下部设置有出液口(11)，所述出液口(11)通过管道与废液收集箱(12)连接，所述盖板(2)上位于第一接线柱的左边设置有氢气出气口(13)和氧气出气口(14)，所述氢气出气口(13)与氢气管路(15)连接，所述氢气管路(15)上连接有纯化收集装置，所述纯化收集装置包括气液分离器(16)、冷却器(17)、洗涤器(18)、分子筛干燥器(19)以及储气罐(20)。

2.如权利要求1所述的一种电解水制氢装置，其特征在于，所述第一电极(5)为金属铂电极，所述第二电极(6)为氢氧化镍电极。

3.如权利要求1所述的一种电解水制氢装置，其特征在于，所述电解液储存箱(10)中的电解液为氢氧化钾或者氢氧化钠碱性水溶液。

4.如权利要求1所述的一种电解水制氢装置，其特征在于，所述各个管路上设置有阀门。