太陽能電解海水制氫裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能電解海水制氫裝置，它包括電解槽、離子交換膜、陰極氣體收集裝置、陽極氣體收集裝置和電解電極，它還包括海水過濾裝置和太陽能光伏電池，電解槽中盛裝用于電解制氫的海水，海水過濾裝置接通電解槽以將海水經過濾后引入電解槽中；太陽能光伏電池電接一變壓器，變壓器通過導線電接陰陽電解電極；采用海水作為制氫電解原料，海水資源充足，來源廣泛，生產成本低廉、清潔無污染，同時在電解過程中還能帶來附加產物；通過太陽能光伏電池將太陽能轉化為電能后給電解電極供電，相比采用傳統電力電能供電具有較低的成本，供電能源充足，純天然，無污染的優勢。
【專利說明】太陽能電解海水制氫裝置

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種太陽能電解海水制氫裝置。

【背景技術】
[0002]在常見的制氫方法中，天然氣轉化制取氫氣含有CO和C02，氫氣純度不高，且對環境不利；甲醛重整制氫程序繁瑣、價格高昂；傳統的水電解制氫是較理想的制氫方法，不產生溫室氣體，但由于其直接使用傳統電能和電解淡水，生產成本較高并且各國的淡水資源都相對缺乏。通過電解海水制取氫氣，具有非常大的優勢。雖然，目前電解海水需不斷研究新技術解決氯氣的產生以及其他問題，但通過太陽能電解海水，由于其豐富廉價的電解原料、使用新興的太陽能電能和高附加值特性，具有重大的意義。
實用新型內容
[0003]本實用新型提供了一種太陽能電解海水制氫裝置，其克服了【背景技術】中所述的現有技術的不足。
[0004]本實用新型解決其技術問題的所采用的技術方案是:
[0005]太陽能電解海水制氫裝置，包括電解槽、離子交換膜、陰極氣體收集裝置、陽極氣體收集裝置和電解電極，電解電極伸入電解槽中電解溶液，離子交換膜固定于電解槽兩側壁之間將電解槽分隔成陽極電解室和陰極電解室，它還包括海水過濾裝置、變壓器和用于提供電解電能的太陽能光伏電池，電解槽中盛裝用于電解制氫的海水，海水過濾裝置接通電解槽以將海水經過濾后引入電解槽中，太陽能光伏電池電接變壓器，變壓器通過導線電接陰陽電解電極。
[0006]一實施例之中:海水過濾裝置包括上下間隔布置的過濾網結構，過濾網空隙從最上層過濾網至最下層過濾網為由最大到最小設置。
[0007]一實施例之中:所述陰極氣體收集裝置用于收集電解置取的氫氣，在陰極氣體收集裝置的進氣口處設有干燥單元以對收集的氫氣進行干燥。
[0008]一實施例之中:所述電解槽的槽體底部結構為弧形面狀，且底部設有用于收集電解槽中析出的電解副產物的收集孔。
[0009]一實施例之中:所述電解電極包括金屬棒電極或石墨棒電極或多孔電極，所述電解電極上具有能夠增加電解電極棒上的比表面積的細小的孔洞結構以增大電解電極與電解槽中海水的接觸面積。
[0010]一實施例之中:所述電解槽的槽體材料采用耐腐蝕、透明的材料。
[0011]本技術方案與【背景技術】相比，它具有如下優點:
[0012]1、太陽能電解海水制氫裝置還包括海水過濾裝置，電解槽中盛裝用于電解制氫的海水，海水過濾裝置接通電解槽以將海水經過濾后弓I入電解槽中，采用海水作為制氫電解原料，海水資源充足，來源廣泛，生產成本低廉、清潔無污染，同時在電解過程中還能帶來附加產物；海水過濾裝置能夠實現天然海水在進入電解槽之間的雜質過濾和提純。
[0013]2、太陽能電解海水制氫裝置還包括變壓器和用于提供電解電能的太陽能光伏電池，太陽能光伏電池和變壓器都安裝于電解槽之上方，太陽能光伏電池電接變壓器，變壓器通過導線電接陰陽電解電極，通過太陽能光伏電池將太陽能轉化為電能，在通過變壓器進行電壓轉換后給電解電極供電，充分利用了太陽能的自然資源供電，相比采用傳統電力電能供電具有較低的成本，供電能源充足，純天然，無污染的優勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]圖1繪示了太陽能電解海水制氫裝置的整體結構示意圖。
[0016]圖2繪示了太陽能電解海水制氫裝置的正視圖。
[0017]圖3繪示了海水過濾裝置結構的半剖視圖。
[0018]圖4繪示了電解電極的多孔電極的結構示意圖。
[0019]圖5繪示了電解槽底部弧形結構的示意圖。

【具體實施方式】
[0020]請查閱圖1至圖5，太陽能電解海水制氫裝置，包括電解槽4、離子交換膜3、陰極氣體收集裝置8、陽極氣體收集裝置1、海水過濾裝置2、太陽能光伏電池12和電解電極7。[0021 ] 太陽能光伏電池12用于將太陽能轉化為電能，并電接變壓器11，變壓器11通過導線9電接陰陽電解電極7給該制氫裝置提供電能，該太陽能光伏電池12和變壓器11都由立柱10固定安裝于電解槽4的上方。
[0022]電解槽4中盛裝用于電解制氫的天然海水，海水過濾裝置2接通電解槽，天然海水引入電解槽4之前需經過海水過濾裝置2過濾去雜質提純后，由海水過濾裝置2的導流管21將凈化后的海水引入電解槽4中。海水過濾裝置2包括上下間隔布置的過濾網22結構，過濾網22空隙從最上層過濾網至最下層過濾網為由最大到最小設置，通過多層過濾網22的過濾達到天然海水的提純效果。
[0023]電解電極7伸入電解槽4中電解溶液，離子交換膜3固定于電解槽4兩對面側壁之間將電解槽4分隔成陽極電解室41和陰極電解室42，陽極電解室41和陰極電解室42可通過螺栓6和螺母5可拆卸地固定連接在一起，離子交換膜3固定在陽極電解室41和陰極電解室42的相接處，通過離子交換膜3能使電解液中的陰離子和陽離子在通電的情況下分別向正負兩電解電極7端移動，同時由于離子交換膜3的隔離作用，使在陰極端產生的氫氣和在陽極端產生的氧氣、氯氣之間相互隔離，不會因串氣而導致氫氣污染，保證能夠提煉到高純度的氫氣。離子交換膜3可以是陰離子交換膜或陽離子交換膜。
[0024]陰極氣體收集裝置8用于收集電解置取的氫氣，在陰極氣體收集裝置8的進氣口處設有干燥單元以對收集的氫氣進行干燥。陽極氣體收集裝置I用于收集在陽極端產生的氧氣和氯氣。
[0025]所述電解槽4的槽體底部結構為弧形面狀，且底部設有用于收集電解槽中析出的電解副產物的收集孔43，這里從電解槽中析出的副產物為氫氧化物，從該收集孔43導出。
[0026]所述電解電極7包括金屬棒電極或石墨棒電極或多孔電極，電解電極7上具有能夠增加電解電極棒上的比表面積的細小的孔洞71結構以增大電解電極與電解槽中海水的接觸面積，提高氫氣的置取效率。
[0027]所述電解槽4的槽體材料采用耐腐蝕、透明的材料，本實施例中，該槽體材料采用具有一定強度的亞克力材料。
[0028]本實用新型采用海水作為制氫電解原料，海水資源充足，來源廣泛，生產成本低廉、清潔無污染，是一個理想的制氫電解原料，實現天然海水的綜合利用和開發，同時采用天然海水作為電解原來能在電解過程中帶來附加產物；通過加裝海水過濾裝置能夠實現天然海水在進入電解槽之間的雜質過濾和提純。本實用新型還充分利用了太陽能的自然資源供電，相比采用傳統電力電能供電具有較低的成本，供電能源充足，純天然，無污染的優勢。
[0029]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋的范圍內。
【權利要求】
1.太陽能電解海水制氫裝置，包括電解槽、離子交換膜、陰極氣體收集裝置、陽極氣體收集裝置和電解電極，電解電極伸入電解槽中電解溶液，離子交換膜固定于電解槽兩側壁之間將電解槽分隔成陽極電解室和陰極電解室，其特征在于:還包括海水過濾裝置、變壓器和用于提供電解電能的太陽能光伏電池，電解槽中盛裝用于電解制氫的海水，海水過濾裝置接通電解槽以將海水經過濾后弓I入電解槽中，太陽能光伏電池電接變壓器，變壓器通過導線電接陰陽電解電極。
2.根據權利要求1所述的太陽能電解海水制氫裝置，其特征在于:海水過濾裝置包括上下間隔布置的過濾網結構，過濾網空隙從最上層過濾網至最下層過濾網為由最大到最小設置。
3.根據權利要求1所述的太陽能電解海水制氫裝置，其特征在于:所述陰極氣體收集裝置用于收集電解置取的氫氣，在陰極氣體收集裝置的進氣口處設有干燥單元以對收集的氫氣進行干燥。
4.根據權利要求1所述的太陽能電解海水制氫裝置，其特征在于:所述電解槽的槽體底部結構為弧形面狀，且底部設有用于收集電解槽中析出的電解副產物的收集孔。
5.根據權利要求1所述的太陽能電解海水制氫裝置，其特征在于:所述電解電極包括金屬棒電極或石墨棒電極或多孔電極，所述電解電極上具有能夠增加電解電極棒上的比表面積的細小的孔洞結構以增大電解電極與電解槽中海水的接觸面積。
6.根據權利要求1所述的太陽能電解海水制氫裝置，其特征在于:所述電解槽的槽體材料采用耐腐蝕、透明的材料。
【文檔編號】C25B15/08GK203976930SQ201420450160
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】周偉, 邱清富, 凌偉淞, 張軍鵬, 鄧大祥 申請人:廈門大學