專利名稱：一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣體制備技術(shù)，是一種新一代氫氣、氧氣制備系統(tǒng)，具體的說(shuō)，是一種利 用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)。
技術(shù)背景當(dāng)今社會(huì)，對(duì)氫氣、氧氣的需求量正在急劇增加，而它們的世界含量又是有限的。無(wú)限的 需求和有限的資源之間的矛盾日益加劇。由于氫氣和氧氣的制備目前還限于工業(yè)化，因此， 很多氫氣和氧氣用戶需要建立自己的制氫制氧裝置或購(gòu)買氫氣和氧氣。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供環(huán)保、工藝簡(jiǎn)潔、節(jié)能、應(yīng)用廣泛、可移動(dòng)性強(qiáng)、規(guī)模大小可隨 意選擇、對(duì)外界環(huán)境要求低的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是 有機(jī)箱，機(jī)箱中有電解腔，電解腔中有獨(dú)立電解電極，機(jī)箱上有氣體輸送系統(tǒng)，機(jī)箱有電源 控制系統(tǒng)，機(jī)箱外有水位觀察窗口及水位監(jiān)測(cè)控制開關(guān)。本實(shí)用新型中所述的獨(dú)立電解電極為可移動(dòng)式。獨(dú)立電解電極有石墨電解槽外套，石墨電 解槽外套內(nèi)側(cè)有蓄水槽，蓄水槽中裝有排氣管，蓄水槽內(nèi)側(cè)為催化劑及催化反應(yīng)室，催化劑 及催化反應(yīng)室外有隔離石墨濾紙或網(wǎng)，催化劑及催化反應(yīng)室內(nèi)為質(zhì)子交換膜。氣體輸送系統(tǒng) 包括出氣管，備用氣體通路。電解腔是個(gè)獨(dú)立的可拆卸的整體，腔體與機(jī)箱間的接觸部分均 為固定鑲嵌式銜接孔，電解腔的兩側(cè)的石墨擱板與電極之間具有存水的空間。在機(jī)箱的頂部 的氣體輸送管道帶有出氣閥門，該閥門是與電源開關(guān)聯(lián)動(dòng)的，氣體的輸送回路經(jīng)過(guò)水位觀察 窗口，氣體的傳輸有氣泡的運(yùn)動(dòng)顯示。在機(jī)箱的一側(cè)帶有透明水位顯示，同時(shí)在顯示槽的上 部有加水孔，在機(jī)箱的底部裝有供攜帶方便的掛鉤，機(jī)箱的一側(cè)帶有直接接外電源的插孔。本實(shí)用新型的有益效果為環(huán)保，它采用現(xiàn)代高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣體生產(chǎn)過(guò)程沒有任何污染， 達(dá)到綠色環(huán)保要求，符合當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展要求。工藝簡(jiǎn)潔，由于生產(chǎn)過(guò)程中用物理方法 將氫氣和氧氣實(shí)現(xiàn)分離，省去了常規(guī)氫氧提純過(guò)程，減少工藝難度，降低成本。應(yīng)用廣泛， 該技術(shù)適用于各種場(chǎng)合，具有廣闊的市場(chǎng)前景。節(jié)能，該技術(shù)可采用現(xiàn)代太陽(yáng)能技術(shù)，使得 常規(guī)生產(chǎn)中電能的消耗降到最低，從而降低生產(chǎn)成本，使用常規(guī)電能耗電功率僅約為現(xiàn)在設(shè) 備的25%。可移動(dòng)性強(qiáng)，由于它獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，使得其可移動(dòng)性較其它類型產(chǎn)品大大增強(qiáng)。 規(guī)模大小可隨意選擇，可根據(jù)不同要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)小到每分鐘幾十毫升，大到幾十萬(wàn)毫升。 對(duì)外界環(huán)境要求低，與常規(guī)技術(shù)相比，不需要較多輔助設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)中的電解腔及電極的原 理圖；圖2為本實(shí)用新型的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)的整體構(gòu)造圖。
具體實(shí)施方式
圖l、圖2共同描述了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。在圖中l(wèi)為石墨電解槽外套，同時(shí)起到連接電極與電源的作用；2為排氣管；3為催化劑及催化反 應(yīng)室；4為質(zhì)子交換膜；5為隔離催化劑反應(yīng)室的石墨濾紙(網(wǎng))；6為蓄水槽；7為機(jī)殼面蓋； 8為蓄電池，可根據(jù)需要使用不同型號(hào)，包括鈕筘電池；9為電源控制開關(guān)；IO為氫氣排氣 出口接口； 11為氧氣排氣出口； 12為水位觀察窗口，同時(shí)也是進(jìn)水孔；13為電解電極置放 倉(cāng)；14為外接電源插孔；15為水位監(jiān)測(cè)控制開關(guān)。本實(shí)用新型所涉及的具體的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程為2H20=>2H2+02本實(shí)用新型將蓄電池或太陽(yáng)能電源亦或常規(guī)電源與質(zhì)子交換膜技術(shù)相結(jié)合，在質(zhì)子交換膜兩 側(cè)加以一層具有可以承載催化劑同時(shí)又能釋放氣體的催化反應(yīng)腔體，在正常工作中該腔體處 于水中，在通電的情況下即可實(shí)現(xiàn)將水電解成氫離子和氧離子，氫離子穿透電極形成氫氣分 子，氧離子放出電子形成氧氣。由于電極的超薄結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用該技術(shù)時(shí)可以連接多片電極 以達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的目的。本實(shí)用新型的意義在于可以實(shí)現(xiàn)高純氫氧氣體的快速制備和設(shè)備的便攜式以及多種能源利 用，是環(huán)保型制備氫氣和氧氣的新技術(shù)。本實(shí)用新型在質(zhì)子交換膜4兩側(cè)加以一層具有可以承載催化劑同時(shí)又能釋放氣體的催化反 應(yīng)腔3，在正常工作中該腔3處于水中，在通電的情況下即可實(shí)現(xiàn)將水電解成氫離子和氧離 子，氫離子穿透電極形成氫氣分子，氧離子放出電子形成氧氣。系統(tǒng)所附加的電源8、 9為電 解電極提供電能。所出的氣體通過(guò)兩根分別連接在兩個(gè)腔體上的氣體導(dǎo)管接口 10、 11。腔體 3中的水通過(guò)一個(gè)與外界相通的水管進(jìn)水孔12相連以對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充水源。在催化反應(yīng)腔3和機(jī) 箱的下部安裝有水位監(jiān)測(cè)控制開關(guān)15，當(dāng)其內(nèi)部的水消耗到該位置以下時(shí)，系統(tǒng)電源自動(dòng)斷 開。本實(shí)用新型的電源可以是3V-12V蓄電池或外電源，外電源可以是太陽(yáng)能電源、常規(guī)電源等 各類可以提供電能的電源。電源直接加載到電解腔的兩端。電源的加載功率通過(guò)調(diào)節(jié)加以控制。
權(quán)利要求1. 一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是有機(jī)箱，機(jī)箱中有電解腔，電解腔中有獨(dú)立電解電極，機(jī)箱上有氣體輸送系統(tǒng)，機(jī)箱有電源及電源控制系統(tǒng)，機(jī)箱外有水位觀察窗口及水位監(jiān)測(cè)控制開關(guān)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是獨(dú)立電解電極為可移動(dòng)式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是獨(dú)立電解電極有石墨電解槽外套，石墨電解槽外套內(nèi)側(cè)有蓄水槽，蓄水槽中裝有排氣管，蓄 水槽內(nèi)側(cè)為催化劑及催化反應(yīng)室，催化劑及催化反應(yīng)室外有隔離石墨濾紙或網(wǎng)，催化劑 及催化反應(yīng)室內(nèi)為質(zhì)子交換膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是氣體輸送系統(tǒng)包括出氣管，備用氣體通路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是-電解腔是個(gè)獨(dú)立的可拆卸的整體，腔體與機(jī)箱間的接觸部分均為固定鑲嵌式銜接孔，電 解腔的兩側(cè)的石墨擱板與電極之間具有存水的空間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是在機(jī)箱的頂部的氣體輸送管道帶有出氣閥門，該閥門是與電源開關(guān)聯(lián)動(dòng)的，氣體的 輸送回路經(jīng)過(guò)水位觀察窗口，氣體的傳輸有氣泡的運(yùn)動(dòng)顯示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是在機(jī)箱的一側(cè)帶有透明水位顯示，同時(shí)在顯示槽的上部有加水孔，在機(jī)箱的底部裝有排水孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是機(jī)箱的外部帶有供攜帶方便的掛鉤，機(jī)箱的一側(cè)帶有直接接外電源的插孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種利用質(zhì)子交換膜技術(shù)的便攜式電解水系統(tǒng)，其特征是有機(jī)箱，機(jī)箱中有電解腔，電解腔中有獨(dú)立電解電極，機(jī)箱上有氣體輸送系統(tǒng)，機(jī)箱有電源及電源控制系統(tǒng)，機(jī)箱外有水位觀察窗口及水位監(jiān)測(cè)控制開關(guān)。其有益效果為環(huán)保、工藝簡(jiǎn)潔、節(jié)能、應(yīng)用廣泛、可移動(dòng)性強(qiáng)、規(guī)模大小可隨意選擇、對(duì)外界環(huán)境要求低。
文檔編號(hào)C25B1/10GK201095650SQ20072013982
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者翔 翱 申請(qǐng)人:婁 珈;趙志剛