[实用新型]具有隔膜的水电解制氢装置

说明书

本实用新型公开了一种具有隔膜的水电解制氢装置，包括电解槽、氢分离器和氧分离器；所述电解槽包括阴极板、阴极金属网、第一垫片、隔膜、第二垫片、阳极金属网、阳极板、氢气液出口和氧气液出口；所述隔膜具有聚四氟乙烯多孔膜基材层和全氟磺酸树脂表面层，或所述隔膜具有聚四氟乙烯多孔膜基材层和磺化聚醚醚酮表面层；所述隔膜设置于第一垫片和第二垫片之间。本实用新型的装置可以降低能耗。

技术领域

本实用新型涉及一种具有隔膜的水电解制氢装置。

背景技术

传统的碱性电解水制氢装置采用的隔膜电阻较大，电解效率稍低；电解槽中的阴极板和阳极板之间的距离较大，导致阴极和阳极之间的电阻较大，不利于提高电解效率。此外，氢分离器和氧分离器中分离出来的电解液一般直接流入电解槽，不利于电解槽内的电解液浓度的平衡。

CN102943282A公开了一种电解液自循环中压水电解制氢系统。包括氧气分离器、氢气分离器、电解槽，在氧气分离器和氢气分离器的内部分别设有热交换管；在电解槽的一侧分别连接第一氧气电解液混合出口管、第一氢气电解液混合出口管，在电解槽的另一侧分别连接第二氧气电解液混合出口管、第二氢气电解液混合出口管；在电解槽的两侧分别连接第一回流管和第二回流管，在电解槽内部下方设置第三回流管，电解槽内部设有若干电解小室，在第三回流管的管体上设有与各电解小室分别相对应的小孔。该专利文献的电解液自循环系统比较复杂。

CN111118526A公开了一种水电解制氢电解槽，包括：上端的第一散热铝座和下端的第二散热铝座，两者上面具有多个散热翅片，两者之间具有电解电极组件，电解电极组件的上下分别设置有密封盖板，第一散热铝座的上方还具有散热风扇，第二散热铝座的下方同样具有散热风扇，且共同通过多个螺丝杆和螺帽连接在一起。该专利文献只是通过对电解槽进行散热以降低电解槽的功率损耗。

CN203625487U公开了一种离子膜电解槽，包括离子膜，离子膜的两侧分别贴合有阴极和阳极，阴极包括依次设置的阴极支撑网、弹性网、保护网以及活性涂层面网，活性涂层面网贴近离子膜，阴极设置有将多余的铁离子析出的析出装置以及将析出的铁离子排出的排出装置。该专利文献的阴极结构比较复杂，且未提及电解液的循环使用。

由此，还需要对碱性电解水制氢装置进一步改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有隔膜的水电解制氢装置。本实用新型的装置可以降低能耗。进一步地，可以使得水电解制氢的电解效率大大提高。具体地，电解效率可由传统的80％提高至95％以上。此外，该装置可以使得电解液浓度均衡，提高生产的稳定性。本实用新型通过如下技术方案达到上述目的。

本实用新型提供一种具有隔膜的水电解制氢装置，包括电解槽、氢分离器和氧分离器；

所述电解槽包括阴极板、阴极金属网、第一垫片、隔膜、第二垫片、阳极金属网、阳极板、氢气液出口和氧气液出口；

所述隔膜具有聚四氟乙烯多孔膜基材层和全氟磺酸树脂表面层，或所述隔膜具有聚四氟乙烯多孔膜基材层和磺化聚醚醚酮表面层；所述隔膜设置于第一垫片和第二垫片之间；

所述阴极金属网设置于阴极板和第一垫片之间，且其两侧分别紧贴阴极板和第一垫片设置；阴极板和隔膜之间形成阴极室，阴极室设置为容纳阴极电解液；所述阴极室与氢气液出口相连通；

所述阳极金属网设置于阳极板和第二垫片之间，且其两侧分别紧贴阳极板和第二垫片设置；阳极板和隔膜之间形成阳极室，阳极室设置为容纳阳极电解液；所述阳极室与氧气液出口相连通；

所述氢分离器具有氢气液进口、氢气出口和氢分离器电解液出口，氢分离器用于分离氢气和电解液，氢气液进口与电解槽的氢气液出口相连；

所述氧分离器具有氧气液进口、氧气出口和氧分离器电解液出口，氧分离器用于分离氧气和电解液，氧气液进口与电解槽的氧气液出口相连。