[发明专利]电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制氢装置及其制氢方法，具体为一种电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法。

背景技术

随着工业的发展，化石燃料的消耗越来越多，人们日益重视能源问题，同时社会对环境质量的要求也逐渐关注，化石燃料燃烧所产生的硫化物、碳氧化物是人们极力渴望避免的，针对以上两点需求，氢能源进入人们的视野。氢元素来源广泛，且氢气作为清洁燃料，具有燃烧热值高、燃烧产物是水、不会对环境排放温室气体的特点。现有技术中的制氢方式有：催化重整制氢方式、水分解制氢方式、生物质制氢方式等，随着制氢方式研究的深入，等离子体制氢方式也被一些科研工作者所关注。等离子体被喻为固、液、气外的第四态，因其中含有高能活性粒子而被广泛应用于环境保护和材料合成等领域，而目前利用等离子体的制氢方式主要还停留在气相放电制氢技术上，这种制氢方式的缺点如下：产气流量小，氢气选择性一般，能量效率不高，进而限制了等离子体制氢的发展；在放电过程中会产生碳沉积附着在电极表面，随着放电时间的增加，放电强度逐步变弱，制氢效果大幅降低。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法。

本发明的技术手段如下：

一种电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置，包括：

液相反应室；

压盖在液相反应室上的基座；所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间；

置于所述密闭空间内，且相对设置的第一棒电极和第二棒电极；所述第一棒电极和第二棒电极均由金属材料制成；

以及与所述密闭空间相连通的导气孔；

所述第一棒电极和第二棒电极均部分套设于绝缘套内，使得所述第一棒电极和第二棒电极均前端裸露在所述绝缘套之外；

所述液相反应室底部设置有收集部，该收集部用于收集制氢反应中所产生的碳；

进一步地，所述收集部底部设置有用于排出所收集的碳的阀门；

进一步地，所述收集部为梯形槽；

进一步地，所述第一棒电极和第二棒电极上下相对设置；所述第一棒电极连接在所述基座上；所述第二棒电极连接在所述液相反应室底部；

进一步地，所述第一棒电极和第二棒电极左右相对设置；所述第一棒电极和第二棒电极分别连接在所述液相反应室两侧；

进一步地，所述第一棒电极和所述第二棒电极的任意一个连接高压脉冲电源正极，另外一个连接高压脉冲电源负极；

进一步地，所述第一棒电极和第二棒电极由不锈钢材料制成；所述绝缘套由聚四氟乙烯材料制成；

进一步地，所述制氢装置还包括盛装在所述液相反应室内的醇溶液；

一种如上述任一项所述的电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置的制氢方法，包括如下步骤：

步骤1：配制体积分数为5％～95％的醇溶液置于液相反应室中，所述醇溶液的液面没过第一棒电极和第二棒电极，通过第一棒电极和第二棒电极施加高压脉冲电给所述醇溶液；

步骤2：放电过程中产生含有氢气的混合气体由导气孔排出后被收集储存；通过改变高压脉冲电的电压和频率来调节放电形式，所述放电形式包括电晕放电、火花放电或电弧放电；

步骤3：放电后静置一定时间，打开设置在收集部底部的阀门，排出收集部内沉淀的制氢反应中所产生的碳。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法，采用液相脉冲放电制氢方式，相对于气相制氢方式，有效增大了等离子体的空间分布和密度，促进氢气的产生；同时，金属材质对于液相放电制氢有增强作用，第一棒电极和第二棒电极均采用金属材料制成，利于提高产氢量和制氢效果；在液相反应室底部设置有收集部，制氢反应时随着放电时间的增加，碳沉积量不断增加，产生的碳悬浮于液体中，不附着在电极表面影响放电，随着碳沉积量的不断增加，氢气的选择性不断提高，能够从最初的70％提高到93％，间接提高了氢气的选择性，杂质较少，放电后静置数分钟，碳自动沉积在收集部中，并通过底部阀门排碳，有效提高了从液体中过滤分离碳的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、图2是本发明所述制氢装置的结构示意图；