一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置，涉及海上制氢的技术领域，解决了现有电极除垢技术存在弊端的问题，包括：脉冲电源装置和电极，本发明专利技术在较低压条件下即可获得较好阻垢效果，能耗低、处理效果好、且适用范围广、不产生二次污染、无需额外空间，当使用直流电源直接电解时，可以发现有明显表面顽固结垢且恒压下电流密度下降，而当使用本发明专利技术的脉冲阻垢技术后，在脉冲峰值5V、电压波形方波，高压持续时间0.01s，高压5V、低压持续时间0.01s，电极表面清晰可见结垢更易脱落，且同为5V时，峰值电流密度可跃升80％以上。峰值电流密度可跃升80％以上。峰值电流密度可跃升80％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置


[0001]本专利技术涉及海上制氢的
，尤其涉及一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置。

技术介绍

[0002]当前，全球90％以上的氢能由碳基能源制取，考虑到原料和碳汇，水制氢是未来制氢的重要方向，但全球淡水资源短缺，因此海水原位无淡化直接电解制氢技术具有重要意义。由于海水成分复杂，随着电解过程的进行，Ca
2+
、Mg
2+
等硬度离子逐渐富集，导致电极上出现结垢现象。结垢会降低电解海水制氢系统的制氢效率并增加能耗，不利于系统的正常运行。因此，寻找合适的方法实现电极除垢十分关键。
[0003]现行的电极除垢技术主要有以下四种：物理打磨除垢法(CN112139615B)、电化学除垢(CN115611369A)、超声波除垢(CN111530845B)、电脉冲除垢(CN114192509B)。四种方法相应的缺点为：物理打磨除垢法结构复杂且步骤过多，且易对电极造成损耗；电化学除垢法需额外设立除垢室，形式复杂且影响制氢效率；超声波除垢法能耗高且会对电极产生干扰；电脉冲除垢法存在能耗大，对脉冲频率电压等存在一定要求。

技术实现思路

[0004]针对上述产生的现有电极除垢技术存在弊端的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置，其应用在直接电解海水过程中，防止电极结垢导致能耗增加甚至电极失活，而无法长时间稳定工作。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，包括：脉冲电源装置和电极7，电极7包括：阳极和阴极，脉冲电源装置上设有多个接孔6，阳极其中任一个接孔6通过一根电线3连通，阴极和其余任一个接孔6通过另一根电线3连通，当电极阻垢装置处于工作状态下，阳极和阴极均位于电解液4内。
[0007]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，脉冲电源装置上设有用于控制该脉冲电源装置的启闭状态的开关2。
[0008]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，脉冲电源装置上设有用于调节该脉冲电源装置的电流大小的调节旋钮5。
[0009]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，脉冲电源装置上设有用于显示该脉冲电源装置的运行状态的电源显示器1。
[0010]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，脉冲电源装置的型号为Chroma programmableDCPowerSupply62010L
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7。
[0011]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，阴极的材质为铂。
[0012]一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法，方法是基于电极阻垢装置来实现的，其中，包括：
[0013]S1：将阳极和阴极分别通过两根电线3与脉冲电源装置接通，将阳极和阴极均置于电解液内；
[0014]S2：设置脉冲电源装置的电压波形为方波；
[0015]S3：调节脉冲电源装置占空比、频率及峰值电压，脉冲电源装置的占空比为30％
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95％，频率的可选范围为1Hz至30Hz，峰值电压的可选范围为1.8V至10V；
[0016]S4：脉冲电源装置的连续工作时间由实际温度条件及前端装置等情况决定，本步骤伴随制氢过程同时发挥作用；
[0017]S5：等待脉冲电源装置对电极7的电解过程结束后，关闭脉冲电源装置并检查电极7的表面结垢情况。
[0018]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢方法，其中，脉冲电源装置的占空比为50％。
[0019]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢方法，其中，脉冲电源装置的频率为10Hz。
[0020]上述的用于电解海水制氢的电极阻垢方法，其中，脉冲电源装置的峰值电压为5V。
[0021]本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
[0022](1)本专利技术在较低压条件下即可获得较好阻垢效果，能耗低、处理效果好、且适用范围广、不产生二次污染、无需额外空间。
[0023](2)本专利技术中，当使用直流电源直接电解时，可以发现有明显表面顽固结垢且恒压下电流密度下降，而当使用本专利技术的脉冲阻垢技术后，在脉冲峰值5V、电压波形方波，高压持续时间0.01s，高压5V、低压持续时间0.01s，电极表面清晰可见结垢更易脱落，且同为5V时，峰值电流密度可跃升80％以上。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一种用于电解海水制氢的电极阻垢装置的结构示意图。
[0025]图2是使用直流电源电解过程后的电极表面图。
[0026]图3是使用本专利技术的脉冲阻垢技术进行电解海水制氢电极表面图。
[0027]附图中：1、电源显示器；2、开关；3、电线；4、电解液；5、调节旋钮；6、接孔；7、电极。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0029]请参照图1至图3所示，示出了一种用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其中，包括：脉冲电源装置和电极7，电极7包括：阳极和阴极，脉冲电源装置上设有多个接孔6，阳极其中任一个接孔6通过一根电线3连通，阴极和其余任一个接孔6通过另一根电线3连通，当电极阻垢装置处于工作状态下，阳极和阴极均位于电解液4内。
[0030]进一步，在一种较佳实施例中，脉冲电源装置上设有用于控制该脉冲电源装置的启闭状态的开关2。
[0031]进一步，在一种较佳实施例中，脉冲电源装置上设有用于调节该脉冲电源装置的电流大小的调节旋钮5。
[0032]进一步，在一种较佳实施例中，脉冲电源装置上设有用于显示该脉冲电源装置的运行状态的电源显示器1。
[0033]进一步，在一种较佳实施例中，脉冲电源装置的型号为
ChromaprogrammableDCPower Supply62010L
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7。
[0034]进一步，在一种较佳实施例中，阴极的材质为铂。
[0035]一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法，方法是基于电极阻垢装置来实现的，其中，包括：
[0036]S1：将阳极和阴极分别通过两根电线3与脉冲电源装置接通，将阳极和阴极均置于电解液内；
[0037]S2：设置脉冲电源装置的电压波形为方波；
[0038]S3：调节脉冲电源装置占空比、频率及峰值电压，脉冲电源装置的占空比为30％
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95％，频率的可选范围为1Hz至30Hz，峰值电压的可选范围为1.8V至10V；
[0039]S4：脉冲电源装置的连续工作时间由实际温度条件及前端装置等情况决定，本步骤伴随制氢过程同时发挥作用；
[0040]S5：等待脉冲电源装置对电极7的电解过程结束后，关闭脉冲电源装置并检查电极7的表面结垢情况。
[0041]进一步，在一种较佳实施例中，脉冲电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其特征在于，包括：脉冲电源装置和电极(7)，所述电极(7)包括：阳极和阴极，所述脉冲电源装置上设有多个接孔(6)，所述阳极其中任一个所述接孔(6)通过一根电线(3)连通，所述阴极和其余任一个所述接孔(6)通过另一根电线(3)连通，当所述电极阻垢装置处于工作状态下，所述阳极和所述阴极均位于电解液(4)内。2.根据权利要求1所述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其特征在于，所述脉冲电源装置上设有用于控制该脉冲电源装置的启闭状态的开关(2)。3.根据权利要求2所述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其特征在于，所述脉冲电源装置上设有用于调节该脉冲电源装置的电流大小的调节旋钮(5)。4.根据权利要求3所述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其特征在于，所述脉冲电源装置上设有用于显示该脉冲电源装置的运行状态的电源显示器(1)。5.根据权利要求4所述的用于电解海水制氢的电极阻垢装置，其特征在于，脉冲电源装置的型号为ChromaprogrammableDCPowerSupply62010L
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7。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤鹏飞，钱逸洲，邵钧凯，周伟，高继慧，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：