[实用新型]电解装置

说明书

本实用新型提供的电解装置，包括：四路开关，其输入端连接电源的正极、控制端连接控制器、输出端具有四个端口；电解槽，由多个极板串联构成，相邻两个极板之间构成一电解小室；且多个极板包括：连接电源负极的第一端极板；与第一端极板相对的设置、且与一输入端口连接的第二端极板；等间隔分布于第一端极板和第二端极板之间的N个双极板；第个双极板、第个双极板、第个双极板与另外三个输入端口一一对应连接；控制器，用于根据电源电压控制四路开关中的输入端与输出端中对应的端口导通。本实用新型有效实现水电解制氢装置对波动输入电源的适应性，提高了能源利用效率。

技术领域

本实用新型涉及电化学技术与可替换能源技术领域，尤其涉及一种电解装置。

背景技术

氢气作为储能载体拥有质量轻，能量密度高，使用时对环境无任何排放等优点，受到广大科研工作者及环境工作者的青睐。然而，氢气并非存在于自然界，需要利用外部能量进行制备。目前制氢的技术主要是矿物燃料制氢和水电解制氢两大类。也有其他制氢方法比如热化学循环制氢和生物质制氢。矿物燃料制氢是目前最大也是最经济的氢气来源，随着社会的发展和环境问题受到越来越多的关注，矿物燃料制氢由于其使用石油燃料作为原料，在制备氢气过程中不可避免的对环境有一定的负面影响，所制备的氢气后期需要繁琐的过滤和分离工序导致氢气纯度不一定能满足后期用氢设备的要求。另外，矿物燃料制氢通常用于大型生产基地，在目前高效经济的微电网架构中无法完全发挥其作用。

水电解制氢通过电解水而获得高纯度的氢气，其设备结构成熟，相对简单。其纯化后的氢气纯度可高达99.9999％，高出其他制氢方式一个数量级且其制备的氢气不含碳元素杂质，故而成为如多晶硅生产等高精应用领域唯一选择。然而水电解制氢的能量转化率相较矿物燃料制氢偏低，有研究分析得出，水电解制氢的生产消耗构成中，原材料(主要为电费投入)占比高达81.9％，致使水电解制氢在整体制氢市场所占份额很小。

在国家大力倡导新能源可持续化发展今天，水电解制氢迎来了新的发展机遇。可再生能源比如风能，太阳能，潮汐能等，由于其产电功率的不稳定性以及地域限制，导致大量可再生能源无法合理的被利用，继而出现“弃风弃水弃光”现象。水电解制氢凭借其灵活的系统规模，成熟且稳定的系统性能，以及与氢燃料电池系统良好的契合度，有望成为主流制氢的技术手段。另一方面，氢气作为能量载体，在同等质量的燃料中，拥有最高的能量密度。未来在能量储存应用和微电网构建方面，水电解制氢也将扮演重要的角色。

目前新能源水电解制氢所面临的挑战主要来自于两个方面：电解水制氢效率不高以及新能源输入功率不稳定。因此，优化水电解制氢系统对波动电源输入(比如可再生能源，如太阳能，风能，潮汐能等)的适应性，同时提高单位能量的产氢量，是目前水电解制氢技术的主要目标。

因此，如何提高用于水电解制氢的电解槽对波动电源的适应性，提高能量转化效率，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电解装置，用于有效提高水电解制氢的电解槽对波动电源的适应性，提高能量转化效率，减少可再生资源的浪费。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电解装置，包括电解槽、电源、控制器和四路开关；其中：

所述四路开关，其输入端连接所述电源的正极、控制端连接所述控制器、输出端具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；

所述电解槽，由多个极板串联构成，相邻两个极板之间构成一电解小室；且所述多个极板包括：第一端极板，设置于所述电解槽的一端，且连接所述电源的负极；第二端极板，与所述第一端极板相对的设置于所述电解槽的另一端，且与所述第四端口连接；N个双极板，N个所述双极板等间隔分布于所述第一端极板和所述第二端极板之间；第个双极板通过触点与所述第一端口连接、第个双极板通过触点与所述第二端口连接、第个双极板通过触点与所述第三端口连接；其中，N为正整数；