[发明专利]电解池电解液泵送系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求提交于2004年11月2日的美国临时专利申请60/522,737和提交于2005年5月13日的美国临时专利申请60/594,869的优先权。

技术领域

本发明涉及一种经由电解池泵送电解液的系统。

背景技术

电解池使用电能通过分解电解液化合物产生反应气体。由于电解化学反应的原因，使电解液的浓度不断增大。电解池在电解液浓度的有限范围内正常工作。如果浓度过低，电解液的电阻变得过大，电解池效率降低。另一方面，如果电解液浓度过高，电解液变得具有非常高的腐蚀性，电解池可能受到不可逆的损坏。对于碱性电解池来说，典型的浓度范围例如为15-30％KOH。

电解池的能效取决于它的内电阻。因此，电解池的正负电极之间的距离保持很小，以便在电极之间具有低欧姆电阻。在一些电解池中，典型的距离为1mm。在具有100cm2有效面积的电解池中，电解池内的电解液体积为10ccm。当电流密度为200mA/cm2时，电解池每小时消耗大约6-7ccm的水。因此，一些电解池中的电解液可以从储液器泵送穿过电解池，以便将电解池的电解液浓度保持在适当的范围内。储液器的尺寸决定了电解系统的工作时间。必须经由电解池泵出的电解液流量取决于储液器中电解液的浓度。例如，假定最大接受浓度为30％，当开始浓度为15％时，必须每小时更换5次电解池中的电解液，在开始浓度为29％时，必须每小时更换68次。这意味着，必须经由电解池泵出的电解液流量为每小时50-680ccm。

在一些电解池中使用以产生反应气体的气体扩散电极在反应气体和电解液之间具有小压力差时工作最佳，其中电解液压力低于气体压力。当经由电解池泵送电解液时，人们必须留意压力差。出于同样的理由，电解液压力必须在整个电解池范围内极为稳定，并且由流阻引起的压降必须要小。例如，电解池的典型工作压力为0.5-3巴，为了电解池正常工作，电解液压力也必须这么高。

通常，电解液通过传统的泵，例如旋转泵、齿轮泵、活塞泵或隔膜泵进行泵送。但是，在有效的电解系统中，这些泵可能存在一或多种限制，包括例如，处理低流速和/或高压流量的问题以及耗电问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于经由电解池泵送电解液的系统，其特征在于，使用由电解池生成气体的至少一部分的压力作为泵送驱动力。

可以理解，对于本领域的普通技术人员来说，通过下列详细说明将使本发明的其他方面变得显而易见，其中通过举例方式显示和描述了本发明的多个实施例。如将要认识到的，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明可以具有其他不同的实施例，并且其若干个细节能够在多个其他方面进行改进。因此，附图和详细说明在本质上是说明性的，并不用于限制。

附图说明

参考附图，其中在所有附图中相同的参考数字表示相似的部件，本发明的各个方面在附图中通过举例而不是限制的方式进行详细说明，其中：

图1是根据本发明的一个方面的电解池和电解液泵送系统的示意性框图；

图2是根据本发明的另一个方面的电解池和电解液泵送系统的示意性框图；

图3是根据本发明的另一个方面的电解池和电解液泵送系统的示意性框图；

图4是根据本发明的另一个方面的电解池和电解液泵送系统的示意性框图；和

图5是根据本发明的另一个方面的电解池和电解液泵送系统的示意性框图。

具体实施方式

下文参照附图的详细描述用于说明本发明的多个实施例，但不代表发明人只考虑这些实施例。为了全面理解本发明，所述详细说明包括细节。但是，对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在没有这些细节的情况下实施。

本发明涉及使用由电解池本身生成的至少一种反应气体的压力，经由电解池泵送电解液的系统。本发明还涉及一种电解系统，该系统使生成气体的压力与电解液压力结合。

本发明使用由电解液生成的反应气体的压力，经由电解池泵送电解液。参照图1，根据本发明的泵送系统可以包括电解池100，电解液储液器102和电解液泵送室104。在工作中，泵送室104低于电解液储液器102定位(由重力决定)。