[发明专利]电解水制氢的系统、合成甲醇系统及其所用的极板

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电解水制氢的系统、用电解水所制得的氢气合成甲醇的系统以及用于电解水制氢的系统、合成甲醇系统的极板。

背景技术：

在传统电解水制造氢气的工艺中，当外加电解电压必须不小于分解电压时，才能持续地电解电解液中的水而获取氢气。但是，由于电解水制造氢气其耗能巨大，因而在传统制氢工业中一直未被大规模推广使用。

比如公开号为CN102758212A中国专利申请所记述的电解水制氢的装置及其方法，其解决了在传统的最小电解电压之下就能电解水而制取氢气。然而，在公开号为CN102758212A中国专利申请中，存在高电解液电阻和电解液压降的问题。 

此外，现代社会碳排放超标、能源枯竭，而人类生存又时时刻刻离不开能源，热机的能源转化效率低下，浪费大量能源，排出大量废热及污染物。虽然，SPE电解水及燃料电池技术具有效率高、结构紧凑、无污染的优点有着广泛的发展前景，过高的成本，质子交换膜不能承受高温、高压力的缺点成为该技术发展的瓶颈。 

发明内容：

本发明的范围只由后附的权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。

本发明提供一种电解水制氢系统，包括：具有第一极板的第一反应室；具有第二极板的第二反应室；用于向所述第一极板和所述第二极板供电的电源模块；用于从所述第一反应室和所述第二反应室分别抽取氢气和氧气的气体收集装置；其中，所述第一极板和所述第二极板分别具有比表面积大的导电材料。 

优选地，所述第一极板具有第一极板构件和第二极板构件，所述第一极板构件上具有比表面积大的导电材料，所述第二极板构件的外部具有绝缘层，其中所述第一极板构件和所述第二极板构件分别接在所述电源模块的两极；所述第二极板具有第三极板构件和第四极板构件，所述第三极板构件的外部具有绝缘层，所述第四极板构件上具有比表面积大的导电材料，其中所述第三极板构件和所述第四极板构件分别接在所述电源模块的两极。 

优选地，所述第一极板和所述第二极板的结构相同，两者均包括导电框架、子极板、与所述导电框架连接的第一电极和与所述子极板电连接的第二电极，其中所述子极板放置在所述导电框架上，并且所述第一电极和所述第二电极分别接在所述电源模块的两极。 

优选地，所述子极板包括外层绝缘导电板、导电下底板和所述比表面积大的导电材料。 

优选地，所述导电下底板具有凹槽，在所述凹槽中放置有所述比表面积大的导电材料，所述述凹槽的上面的开口由所述外层绝缘导电板封盖，而所述凹槽的两侧面的开口不封盖。 

优选地，所述第一反应室和所述第二反应室之间具有液体调换装置，所述液体调换装置能够调换所述第一反应室和所述第二反应室之中的液体。 

优选地，所述电源模块具有极性调换装置，通过所述极性调换装置调换所述电源模块的输出极性，从而改变所述第一～四极板构件各自的极性。 

优选地，所述电源模块具有极性调换装置，通过所述极性调换装置调换所述电源模块的输出极性，从而改变所述第一电极和所述第二电极各自的极性。 

优选地，还包括控制单元，用于控制所述液体调换装置和所述极性调换装置的运行。 

优选地，还包括用于补充电解液在反应中失去的水补充水注入装置、用于使所述第一反应室和所述第二反应室中的液体各自循环流动的自循环装置、用于对所述第一反应室和所述第二反应室中的液体进行加热的加热装置。 

优选地，还包括溶液暂储室，所述溶液暂储室在调换所述第一反应室和所述第二反应室之中的液体时用于存储液体。 

本发明还提供一种电解水制氢的方法，包括以下步骤：向具有第一极板的第一反应室和具有第二极板的第二反应室中注入水；电源模块向所述第一极板和所述第二极板供电使得所述第一反应室和第二反应室中的水被电解成氢气和氧气；启动气体收集装置，分别从所述第一反应室和第二反应室中抽取电解生成的氢气和氧气；其中，当所述电源模块内的电流小于一预定值时，启动液体调换装置调换所述第一反应室和所述第二反应室之中的液体，或者调换所述电源模块的输出极性从而改变所述第一极板和所述第二极板各自相应的极性。 

优选地，还包括向电解液补充在反应中失去的水。 

优选地，还包括对所述第一反应室和所述第二反应室中的液体进行加热。