專利名稱：水浸式高效電解池及氫氣制取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解池及制氫氣方法，尤其涉及一種設(shè)置在氫氣發(fā)生器中的水浸式高效電解池及氫氣制取方法。
目前有一種電解純水的電解槽，在陽極室作水循環(huán)，制氫、氧氣，由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，效果較差。
有一種中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?4225682、4名稱為《離子膜復(fù)極多元電解槽氫氧發(fā)生器》，該發(fā)生器由多個(gè)陽極組合，每個(gè)陽極室的水的通道是由水槽和水管并聯(lián)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這種結(jié)構(gòu)，水的溝槽加工，水管和密封性的制造要求高，對(duì)工藝制造帶來難度，中間陽極的熱量不易散發(fā)，管道曲折狹窄，使氧氣與水交換不夠暢快。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種水浸式高效電解池，包括電解池本體，在該電解池本體中設(shè)置有一定量的高電阻水，以及至少設(shè)置一陰極組、一電解隔膜、一陽極組；其特征在于陰極組、電解隔膜、陽極組依次緊固連接全浸在電解池本體中的高電阻水內(nèi)；所述的陰極組包括，一密封圈、一導(dǎo)電板、一多孔板、一陰極板，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜一側(cè)；所述的陽極組包括，一陽極板、一襯墊、一多孔板、一導(dǎo)電板，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜的另一側(cè)。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的電解池本體中的高電阻水內(nèi)可全浸多組串聯(lián)或并聯(lián)的陰極組、電解隔膜、陽極組。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的陰極組中導(dǎo)電板和陽極組中的導(dǎo)電板上布滿孔。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的陰極組中多孔板和陽極組中多孔板呈立體的網(wǎng)狀。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的陽極板與電解隔膜之間設(shè)立體網(wǎng)狀多孔板和襯墊構(gòu)成敞開式陽極室，處于常壓。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的電解隔膜正反面均涂有電極。
上述的水浸式高效電解池，其中，所述的陰極板與密封圈內(nèi)圈之間的空腔構(gòu)成封閉的陰極室，氫氣處于正壓，陰極室頂部設(shè)有氫氣出口。
一種用于上述水浸式高效電解池的氫氣制取方法，其特點(diǎn)是，包括輸入高電阻水工序、電化分解工序、氣水分離工序、干燥凈化工序；所述的輸入高電阻水工序，在電解池本體中注入高阻水，高阻水為去離子水；所述的電化分解工序，通過電源控制器對(duì)陽極板和陰極板分別施加正、負(fù)電壓；電解隔膜在電場(chǎng)作用下，高電阻去離子水電解，陽極室產(chǎn)生氧氣，陰極室產(chǎn)生氫氣；在敞開式陽極室中，氧氣從四周上升釋放至大氣中；在封閉式陰極室中，不斷電解使氫氣壓力上升，通過陰極室頂部輸出氫氣；所述的氣水分離工序由氣管輸出的氫氣至氣水分離器進(jìn)行氫氣與水的分離，水返回儲(chǔ)水箱；所述的干燥凈化工序，氫氣再經(jīng)干燥凈化器干燥凈化后，輸入氫氣管至發(fā)生器。
本發(fā)明水浸式高效電解池及氫氣制取方法，由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和效果
1.本發(fā)明由于陽極組、電解膜、陰極組全浸在電解池高電阻水中進(jìn)行電解，陽極產(chǎn)生的氧氣直接釋放在水中，氣泡浮出水面放空，大大降低了氣泡積聚造成氣腔的可能性。
2.本發(fā)明由于在陽極室設(shè)有立體的網(wǎng)狀多孔板，使陽極室敞開浸在電解池高電阻水中，電解過程中將水分解為氧氣和氫離子，分解速度快，且散熱快，提高了產(chǎn)氫氣效率。
3.本發(fā)明由于陽極室無管道，也不需設(shè)有密封裝置，簡(jiǎn)化了陽極組件的結(jié)構(gòu)和制造工藝，降低了加工成本。
4、本發(fā)明由于在電解池中，注入高阻水，能確保電解膜不受雜質(zhì)污染，使水氫離子順通遷移之陰極室。
5、本發(fā)明由于采用高阻水電化分解、對(duì)氫氣進(jìn)一步氣、水分離除水、干燥凈化的方法，能生產(chǎn)高純度氫氣。
圖2是本發(fā)明水浸式高效電解池的多孔板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明應(yīng)用水浸式高效電解池制氫方法工序框圖。
圖4是本發(fā)明應(yīng)用水浸式高效電解池制氫方法流程圖。
所述的陰極組11包括，一密封圈114，一導(dǎo)電板113，一多孔板112，請(qǐng)配合參見圖2，該多孔板112制成呈立體的網(wǎng)狀；一陰極板111；導(dǎo)電板113上布滿孔，導(dǎo)電板113和多孔板112的外圓與密封圈114內(nèi)圓相適配；陰極板111與密封圈114內(nèi)圓之間的空腔構(gòu)成封閉的陰極室，陰極室頂部設(shè)有氫氣出口115，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜12一側(cè)；所述的陽極組13包括，一陽極板131、一襯墊132、該襯墊132與多孔板133相貼合，一多孔板133，請(qǐng)配合參見圖2，該多孔板133制成呈立體的網(wǎng)狀；導(dǎo)電板134上布滿孔，導(dǎo)電板134的外圓和襯墊132內(nèi)圓相適配，陽極板131與電解隔膜12之間設(shè)置立體網(wǎng)狀多孔板133和襯墊132構(gòu)成敞開式陽極室，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜12的另一側(cè)；陰極組11電解隔膜12、陽極組13依次緊固連接，全浸在電解池本體100中的高電阻水200內(nèi)，陽極板131、陰極板111的外側(cè)面分別設(shè)有連接電源的正、負(fù)極端子，通過導(dǎo)線與氫氣發(fā)生器中的電源的正、負(fù)極相連。電解池本體100中的高電阻水200內(nèi)可全浸多組串聯(lián)或并聯(lián)的陰極組11、電解隔膜12、陽極組13。
請(qǐng)參見圖3，圖3是本發(fā)明應(yīng)用水浸式高效電解池制氫方法工序框圖，并請(qǐng)配合參見圖4，圖4是本發(fā)明應(yīng)用水浸式高效電解池制氫方法流程圖。
一種用于上述水浸式高效電解池的氫氣制取方法，包括輸入高電阻水工序、電化分解工序、氣水分離工序、干燥凈化工序；所述的輸入高電阻水工序，在電解池21中注入高阻水200，高阻水200為去離子水；所述的電化分解工序，通過電源控制器25在陽極板131和陰極板111分別施加正、負(fù)電壓；電解隔膜12在電場(chǎng)作用下，高電阻去離子水200電解，陽極室產(chǎn)生氧氣，陰極室產(chǎn)生氫氣；在敞開式陽極室中，氧氣從四周上升釋放至大氣中；在封閉式陰極室中，不斷電解使氫氣壓力上升，通過陰極室頂部輸出氫氣；所述的氣水分離工序由氣管輸出的氫氣至氣水分離器22進(jìn)行氫氣與水的分離；所述的干燥凈化工序，氫氣再經(jīng)干燥凈化器24干燥凈化后，輸入氫氣管至發(fā)生器。
通過上述氫氣制取方法的工序，從干燥凈化器24輸出的氫氣經(jīng)流量指示表26和壓力指示表28指示，由產(chǎn)氫量控制器27作流量控制，按用氣量大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量；當(dāng)?shù)陀诘臀凰畷r(shí)，水位報(bào)警器報(bào)警、缺水自動(dòng)停止產(chǎn)氫，儲(chǔ)水箱23向電解池輸入高阻水；氫氣超壓時(shí)，由調(diào)節(jié)限壓器29進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保用戶可以安全可靠地制取氫氣。
綜上所述，本發(fā)明由于電解組件全浸在高電阻水中，陽極室是敞開的全浸在高電阻水中，散熱好、電化分解快，無污染，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝簡(jiǎn)化，應(yīng)用水浸式高效電解池制氫方法簡(jiǎn)便，制氫氣效率高。
權(quán)利要求
1.一種水浸式高效電解池，包括電解池本體(100)，在該電解池本體(100)中設(shè)置有一定量的高電阻水(200)，以及至少設(shè)置一陰極組(11)、一電解隔膜(12)、一陽極組(13)；其特征在于陰極組(11)、電解隔膜(12)、陽極組(13)聯(lián)依次緊固連接全浸在電解池本體(100)中的高電阻水(200)內(nèi)；所述的陰極組(11)包括，一密封圈(114)、一導(dǎo)電板(113)、一多孔板(112)、一陰極板(111)，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜(12)一側(cè)；所述的陽極組(13)包括，一陽極板(131)、一襯墊(132)、一多孔板(133)、一導(dǎo)電板(134)，它們依次緊密貼合在一起且設(shè)置在電解隔膜(12)的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的電解池本體(100)中的高電阻水內(nèi)可全浸多組串聯(lián)或并聯(lián)的陰極組(11)、電解隔膜(12)、陽極組(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的陰極組(11)中導(dǎo)電板(113)和陽極組(13)中的導(dǎo)電板(134)上布滿孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的陰極組(11)中多孔板(112)和陽極組(13)中多孔板(133)呈立體的網(wǎng)狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的陽極板(131)與電解隔膜(12)之間設(shè)立體網(wǎng)狀多孔板(133)和襯墊(132)構(gòu)成敞開式陽極室，處于常壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的電解隔膜(12)正反面均涂有電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浸式高效電解池，其特征在于所述的陰極板(111)與密封圈(114)內(nèi)圈之間的空腔構(gòu)成封閉的陰極室，氫氣處于正壓，陰極室頂部設(shè)有氫氣出口(115)。
8.一種用于上述水浸式高效電解池的氫氣制取方法，其特征在于包括輸入高電阻水工序A、電化分解工序B、氣水分離工序C、干燥凈化工序D；所述的輸入高電阻水工序A，在電解池本體100中注入高阻水200，高阻水200為去離子水；所述的電化分解工序B，通過電源控制器(25)對(duì)陽極板(131)和陰極板(111)分別施加正、負(fù)電壓；電解隔膜(12)在電場(chǎng)作用下，高電阻去離子水(200)電解，陽極室產(chǎn)生氧氣，陰極室產(chǎn)生氫氣；在敞開式陽極室中，氧氣從四周上升釋放至大氣中；在封閉式陰極室中，不斷電解使氫氣壓力上升，通過陰極室頂部輸出氫氣；所述的氣水分離工序C，由氣管輸出的氫氣至氣水分離器(22)進(jìn)行氫氣與水的分離，水返回儲(chǔ)水箱(23)；所述的干燥凈化工序D，氫氣再經(jīng)干燥凈化器(24)干燥凈化后，輸出提供使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水浸式高效電解池及氫氣制取方法，該電解池包括電解池本體，電解池本體中設(shè)置高電阻水，陰極組、電解隔膜、陽極組；其特點(diǎn)是，陰極組包括，密封圈、導(dǎo)電板、多孔板、陰極板依次緊密貼合并設(shè)置在電解隔膜一側(cè)；陽極組包括陽極板、襯墊、多孔板、導(dǎo)電板依次緊密貼合并設(shè)置在電解隔膜的另一側(cè)，并緊固連接全浸在高電阻水內(nèi)；制氫氣方法在上述的水浸式高效電解池的陽極板31和陰極板11分別施加正、負(fù)電壓；高電阻水電解，陽極室產(chǎn)生氧氣，陰極室產(chǎn)生氫氣；將氫氣與水分離，再干燥凈化；產(chǎn)高純度氫氣。由于電解組全浸在高電阻水中，陽極室敞開浸在水中，散熱好，電化分解快，制氫氣方法簡(jiǎn)便，產(chǎn)氫效率高，氫氣純度高，且無污染。
文檔編號(hào)C25B1/10GK1458303SQ0211167
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者顧正, 奚慶祥 申請(qǐng)人:上海神開科技工程有限公司