[发明专利]电解水制备、收集氢气的装置

说明书

本发明属于新能源技术领域，公开了一种电解水制备、收集氢气的装置，通过外部供电对碱液进行电解获取氢气并收集，包括：电解水机构，用于对输入的碱液电解产气；输送机构，用于连接电解水机构并将产出的氢气和氧气进行收集；以及加压罐储机构，将输送机构送入的氢气和氧气分别加压存储在气罐中，并具有供气机构，通过供气机构与外部管路连通进行恒压送气。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及电解水制备、收集氢气的装置。

背景技术

电解水通常是指含盐(如硫酸钠，食盐不可以，会生成氯气)的水经过电解之后所生成的产物。电解过后的水本身是中性，可以加入其他离子，或者可经过半透膜分离而生成两种性质的水。其中一种是碱性离子水，另一种是酸性离子水。以氯化钠为水中所含电解质的电解水，在电解后会含有氢氧化钠、次氯酸与次氯酸钠(如果是纯水经过电解，则只会产生氢氧根离子、氢气、氧气与氢离子)。

而氢能源作为高效、洁净和理想的二次能源已经受到了全世界的广泛重视。大规模、廉价地生产H₂是开发和利用氢能的重要环节之一。利用绿电采用电解水技术制H₂能够实现整个过程的零碳，且操作相对简单，技术相对成熟，制得的H₂纯度高是实现大规模生产H₂的重要手段。与PEM电解水制氢相比，碱性电解水制氢技术更加纯熟。因此，国内碱性水电解在行业中占主导地位。在碱性电解槽中，阴极产生H₂，阳极产生O₂，如果不把它们分隔开来，就会发生H₂、O₂混合，这样不但达不到生产H₂的目的，而且还会带来安全隐患，这就需要用隔膜将H₂、O₂严格的隔离开来。

现有的电解水制氢设备中，大都为一种容器，即电解槽，在其中设置两个电极，并通过在不同的腔体内布置电极通电产气。但这种电解槽一般都为定制结构，一旦设置只能进行整体更换。现在需要一种模块化的电解槽结构，能够降低生产成本并适配多种应用场景。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种电解水制备、收集氢气的装置，具有若干子部分，能够根据实际需求进行配置，并可根据需求在布置后进行容积调整，以满足单个区域内的供气需求增加的问题。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种电解水制备、收集氢气的装置，通过外部供电对碱液进行电解获取氢气并收集，包括：

电解水机构，用于对输入的碱液电解产气；

输送机构，用于连接电解水机构并将产出的氢气和氧气进行收集；以及

加压罐储机构，将输送机构送入的氢气和氧气分别加压存储在气罐中，并具有供气机构，通过供气机构与外部管路连通进行恒压送气。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述电解水机构包括电解槽、泵送装置和控制机构，控制机构根据电解槽内的水位变化进行碱液补充，并在泵送装置内设有加热机构，使得通过泵送装置进入电解槽内的碱液温度不低于60℃。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第二种实施方式，加压罐储机构还包括与气罐连接的加压机构，加压机构具有至少两条加压线路，将氧气和氢气通过不同的加压线路输送至独立的气罐中进行储存。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，具有若干电解槽，在输送机构中设有预存罐，用于分开收集若干电解槽的氧气和氢气；

预存罐中具有气压计，通过设定阈值控制在预存罐内气压达到阈值后便由输送机构通入对应加压罐储机构。