本发明专利技术提供了一种电解水制氢装置及其应用，涉及电解装置技术领域。该装置包括罐体、罐体底座、电解电极以及电解隔膜；罐体包括壳体与分隔片，分隔片设置于壳体内并将壳体分隔成多个独立腔室；壳体与罐体底座配合连接，罐体底座内设有与分隔片可拆卸的紧固槽，电解电极安装于罐体底座且每个腔室内均对应有一个电解电极，罐体底座设有与电解电极配合的接电触点；分隔片的靠近罐体底座的一端的设有电解隔膜装配口及电解隔膜窗，电解隔膜通过电解隔膜装配口插入至分隔片内并通过电解隔膜窗与电解液接触；罐体的顶部设有气液孔，气液孔内设有气芯。该装置可作为紧急情况或日常备用气源，可不依赖加氢站为氢燃料电池汽车等用气设备提供氢气和氧气。备提供氢气和氧气。备提供氢气和氧气。
【技术实现步骤摘要】
一种电解水制氢装置及其应用
[0001]本专利技术涉及电解装置
，具体而言，涉及一种电解水制氢装置及其应用。
技术介绍
[0002]当前，世界各国均不同程度地面临着环境恶化及能源资源短缺问题，因此需要大力发展清洁能源技术和可再生能源技术。
[0003]氢气是一种极为清洁的能源载体，其使用过程中仅产生水，而无其他排放物，因此受到广泛的关注。氢气的制取有多种途径，其中电解水制氢是一种仅消耗电能和水就能源源不断获得高纯氢气的工艺，该技术与可再生能源结合可进行大规模低成本制氢。所制取的氢气可以用于发电、冶金、化学、交通、运输等领域。
[0004]氢燃料电池汽车是一种以氢气为燃料、以燃料电池为动力源的汽车，其通过燃料电池将氢气的化学能转换为电能，以驱动汽车电机，为汽车提供动力。然而氢燃料电池汽车的发展需要匹配大量的加氢站，加氢站建设成本高、场地要求高，对周围环境要求也高，因此导致加氢站站点分布存在缺陷，部分地区无法建设加氢站，尤其是一些偏远和经济比较落后的区域。当前，这一问题尚无较好的解决方案。
[0005]鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种电解水制氢装置，该装置对场地和环境要求低，使用方便快捷，安全可靠，可作为便携式制氢装置。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种上述电解水制氢装置的应用。
[0008]本申请可这样实现：
[0009]第一方面，本申请提供一种电解水制氢装置，其包括电解单元，电解单元包括罐体、罐体底座、电解电极以及电解隔膜；
[0010]罐体包括壳体与分隔片，分隔片设置于壳体内并沿壳体的周向将壳体分隔成多个独立的沿壳体轴向延伸的腔室；
[0011]壳体的一端与罐体底座配合连接，罐体底座内设有紧固槽，分隔片的靠近罐体底座的一端与紧固槽可拆卸连接；
[0012]电解电极安装于罐体底座，且每个腔室内均对应有一个电解电极，罐体底座设有与电解电极配合的接电触点；
[0013]分隔片的靠近罐体底座的一端的端部开设有电解隔膜装配口，且分隔片的靠近罐体底座的一端还设有在分隔片厚度方向上贯穿的电解隔膜窗，电解隔膜用于通过电解隔膜装配口插入至分隔片内并在电解过程中通过电解隔膜窗与腔室内的电解液接触；
[0014]罐体的顶部设有与分隔片数量一致的用于出气或注液的气液孔，每个气液孔内均设有用于对腔室顶部进行密封的气芯。
[0015]在可选的实施方式中，分隔片将壳体分隔成2个或3个腔室；
[0016]当腔室数量为2个时，其中一个腔室的体积为另一个腔室的2倍；当腔室的数量为3个时，每个腔室的体积均相等。
[0017]在可选的实施方式中，每个腔室内设有填充物。
[0018]在可选的实施方式中，填充物呈网状、多孔状、泡沫状或海绵状。
[0019]在可选的实施方式中，填充物的材料为高分子材料、金属材料、陶瓷材料或木质材料。
[0020]在可选的实施方式中，壳体的用于与罐体底座配合连接的一端设有罐体紧固套，罐体紧固套设有内螺纹，罐体底座的边沿设有与内螺纹配合的外螺纹。
[0021]在可选的实施方式中，罐体底座还设有用于对罐体进行密封的密封槽。
[0022]在可选的实施方式中，罐体底座还设有用于对罐体底座进行定位的定位孔。
[0023]在可选的实施方式中，电解电极通过支架安装于罐体底座上并通过导线与接电触点连接。
[0024]在可选的实施方式中，紧固槽的内侧还设有固定槽，分隔片与固定槽插接。
[0025]在可选的实施方式中，固定槽呈“楔形”或“V字形”。
[0026]在可选的实施方式中，气芯包括气芯套筒、内弹簧、顶珠以及气芯头；
[0027]气芯套筒的轴向方向上具有第一贯穿内孔，气芯头具有与第一贯穿内孔的延伸方向一致的第二贯穿内孔，气芯头具有相对的第一端和第二端，其中，第一端与气芯套筒配合连接，第二端与罐体顶部设置的气液孔配合连接；第二贯穿内孔的孔径由第一端到第二端逐渐减小；
[0028]内弹簧设置于第一贯穿内孔内，内弹簧的直径以及第二贯穿内孔对应第二端的部分的孔径均小于顶珠的直径；顶珠在非出气阶段同时抵接于内弹簧的朝向气芯头的一端以及第二贯穿内孔对应第二端的部分。
[0029]在可选的实施方式中，气芯头的第一端与气芯套筒螺纹连接，和/或，气芯头的第二端与气液孔螺纹连接。
[0030]在可选的实施方式中，电解水制氢装置还包括用气单元，用气单元包括对接器；
[0031]对接器包括气液嘴，气液嘴包括气液嘴壳体、顶针以及尾管，气液嘴壳体具有上下贯穿的壳腔，壳腔的上端与尾管连接，壳腔的下端与顶针连接；顶针用于从气芯头的第二端插入第二贯穿内孔以使第二贯穿内孔中的顶珠从第二端向第一端滑动，从而实现腔室、气液孔以及气液嘴的连通。
[0032]在可选的实施方式中，对接器还包括弹簧和密封球，壳腔内固定连接有用于固定弹簧的弹簧固定杆，弹簧套设于弹簧固定杆外壁，顶针设置于壳腔的下端并与弹簧固定杆抵接，密封球设置于顶针和弹簧固定杆之间并用于隔离尾管和顶针，弹簧固定杆和顶针具有用于供气液上下流通的通道。
[0033]在可选的实施方式中，用气单元还包括用于与罐体底座可拆卸连接的插电底座；
[0034]插电底座包括底座触点、电源线以及电源适配器；
[0035]电源适配器通过电源线分别与底座触点以及外界电源电性连接，底座触点用于与罐体底座的接电触点接触连接。
[0036]在可选的实施方式中，用气单元还包括具有顶板的外壳，顶板开设有安装孔，对接器设置于安装孔内。
[0037]在可选的实施方式中，外壳还包括紧固杆、第一紧固孔和与第二紧固孔，第一紧固孔设置于顶板，第二紧固孔设置于插电底座，紧固杆的两端分别连接于第一紧固孔和第二紧固孔。
[0038]第二方面，本申请还提供了如前述实施方式任一项的电解水制氢装置的应用，例如用于电解水制氢和制氧。
[0039]在可选的实施方式中，上述电解水制氢装置用于为氢燃料电池车提供氢气和氧气。
[0040]本申请的有益效果包括：
[0041]本申请提供的电解水制氢装置，结构简单便携，通过在罐体底座安装电解电极，并通过在位于壳体内的分隔片的靠近罐体底座的一端的端部开设电解隔膜装配口，分隔片的靠近罐体底座的一端设置沿其厚度方向贯穿的电解隔膜窗，使得电解隔膜通过电解隔膜装配口插入至分隔片内并在电解过程中经电解隔膜窗与由气液孔注入腔室内的电解液接触，在接通电源的条件下即可随时随地进行电解水制氢制氧，打破了加氢站的地域限制，从而实现了制氢装置以小尺寸和小体积快速制氢。
[0042]所制备的气体通过气芯的密封作用保存在罐体的腔室中，可作为紧急情况下的氢气源或氧气源，也可作为日常备用气源，安全可靠，实现了可不依赖加氢站为氢燃料电池汽车等用气设备提供氢气和氧气，有效地解决了加氢站覆盖不足对氢燃料电池汽车等用气设备的推广和应用的限制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢装置，其特征在于，包括电解单元，所述电解单元包括罐体、罐体底座、电解电极以及电解隔膜；所述罐体包括壳体与分隔片，所述分隔片设置于所述壳体内并沿所述壳体的周向将所述壳体分隔成多个独立的沿所述壳体轴向延伸的腔室；所述壳体的一端与所述罐体底座配合连接，所述罐体底座内设有紧固槽，所述分隔片的靠近所述罐体底座的一端与所述紧固槽可拆卸连接；所述电解电极安装于所述罐体底座，且每个所述腔室内均对应有一个所述电解电极，所述罐体底座设有与所述电解电极配合的接电触点；所述分隔片的靠近所述罐体底座的一端的端部开设有电解隔膜装配口，且所述分隔片的靠近所述罐体底座的一端还设有在所述分隔片厚度方向上贯穿的电解隔膜窗，所述电解隔膜用于通过所述电解隔膜装配口插入至所述分隔片内并在电解过程中通过所述电解隔膜窗与所述腔室内的电解液接触；所述罐体的顶部设有与所述分隔片数量一致的用于出气或注液的气液孔，每个所述气液孔内均设有用于对所述腔室顶部进行密封的气芯。2.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，所述分隔片将所述壳体分隔成2个或3个腔室；当所述腔室数量为2个时，其中一个腔室的体积为另一个腔室的2倍；当所述腔室的数量为3个时，每个所述腔室的体积均相等；优选地，每个所述腔室内设有填充物；优选地，所述填充物呈网状、多孔状、泡沫状或海绵状；优选地，所述填充物的材料为高分子材料、金属材料、陶瓷材料或木质材料。3.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，所述壳体的用于与所述罐体底座配合连接的一端设有罐体紧固套，所述罐体紧固套设有内螺纹，所述罐体底座的边沿设有与所述内螺纹配合的外螺纹；优选地，所述罐体底座还设有用于对所述罐体进行密封的密封槽；优选地，所述罐体底座还设有用于对所述罐体底座进行定位的定位孔。4.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，所述电解电极通过支架安装于所述罐体底座上并通过导线与接电触点连接。5.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，所述紧固槽的内侧还设有固定槽，所述分隔片与所述固定槽插接；优选地，所述固定槽呈“楔形”或“V字形”。6.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，所述气芯包括气芯套筒、内弹簧、顶珠以及气芯头；所述气芯套筒的轴向方向上具有第一贯穿内孔，所述气芯头具有与所述第一贯穿内孔的延伸方向一致的第二贯穿内孔，所述气芯头具有相对的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘太楷，宋琛，邓春明，邓畅光，刘敏，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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