一种制氢复合材料隔膜及电解槽制造技术

本发明专利技术提供一种制氢复合材料隔膜及电解槽，涉及绿氢生产技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种制氢复合材料隔膜及电解槽


[0001]本专利技术涉及绿氢生产
，具体为一种应用于风电制氢的制氢复合材料隔膜及电解槽
。

技术介绍

[0002]可再生能源制氢是达成碳达峰目标
、
实现碳中和愿景的重要路径
。
海上风电制氢作为可再生能源制氢的重要组成部分，具有巨大的市场潜力和广阔的发展前景
。
风电制氢系统主要由海上风力发电机组
、
电解水制氢系统和氢储运系统组成
。
电解水制氢系统以水电解工艺制取氢气，由水电解制氢装置及氢气加压
、
输送
、
储存等操作单元组成
。
其中水电解制氢装置以水为原料，由水电解槽
、
氢（氧）气液分离器
、
氢（氧）气冷却器
、
氢（氧）气洗涤器等设备组合
。
[0003]现有的风电制氢用电解槽由槽体
、
阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开，电解槽在海上使用时，海风对电解槽的吹动易使电解槽的安装出现松动的情况，同时海上生物以及海水会对电解槽外部造成腐蚀，影响电解槽的使用寿命，为此，有公开技术提出一种风电制氢用电解槽，包括电解槽主体和海上风机平台，所述电解槽主体设于海上风机平台上，所述电解槽主体上设有槽体，且槽体内均匀设有阳极和阴极，并且阳极和阴极之间均设有隔膜，所述电解槽主体外部设有防护外箱，且防护外箱下端安装有接线箱座，并且防护外箱上端盖设有盖板，所述槽体外侧四周均连接有加固架，且加固架上设有呈网格结构设置的加固竖杆以及加固横杆，所述加固横杆外侧均匀开设有通孔，且加固横杆的通孔内均卡合有弹簧，并且弹簧另一端连接有支撑板
。
该风电制氢用电解槽外部设置了防护箱，防护箱与槽体外侧的加固架之间设置了缓冲结构，可以有效提高电解槽在海上使用时的安全性，但是其结构只考虑到缓冲安全性，并没有考虑到海上生物附着在表面造成的破坏问题，海上微生物影响金属腐蚀过程是海洋腐蚀的重要类型之一，常见的海洋系统如船舶在海洋上航行，与海水接触部分不仅受海水腐蚀的影响，还受海洋生物污损的影响，许多海洋微生物能够吸附于船底
、
螺旋桨
、
船舶管路及其他金属结构表面并生长和繁殖，导致严重的生物污损，污损生物会破坏金属表面的涂层，使金属裸露而导致金属的腐蚀，同理，应用于海上的风电制氢用电解槽也存在同样的安全隐患；另外，目前常见的批量制氢用电解槽，通常内部结构为矩形，电极部分按照一样多列形式分布，如公开技术一种质子交换膜电解槽及制氢模块中提出的电解组件，该形式普遍存在电解效率不高的问题；综上所述，有必要针对风电制氢用电解槽提供一种可解决海上生物附着表面造成破坏问题以及有效提高电解效率的新结构
。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种制氢复合材料隔膜及电解槽，解决了现
有的风电制氢用电解槽容易被海上生物附着表面造成破坏的问题以及电解效率不高的问题
。
[0005]（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种制氢电解槽，包括海上风机平台
、
外箱，所述海上风机平台由至下而上依次设置的底座
、
第一支撑柱以及第二支撑柱组成，所述外箱固定连接在第二支撑柱外壁且位于第二支撑柱与第一支撑柱连接处，所述外箱上壁固定连接有箱盖，所述外箱俯视投影呈圆形，所述外箱内部设置有槽体，所述槽体外壁与外箱之间设置有缓冲保护结构，所述槽体内部设置有用于电解制氢的电极结构，所述电极结构包括第一阳极
、
第一阴极
、
第二阳极以及第二阴极，所述第一阳极
、
第一阴极
、
第二阳极以及第二阴极俯视投影均呈环状且按照从外到内的顺序依次分布，所述第二支撑柱外壁且位于箱盖上方位置通过轴承转动连接有转环，所述第二支撑柱与转环之间设置有用于驱动转环沿着第二支撑柱外壁旋转的旋转驱动组件，所述转环外壁通过两组第四转动座转动连接有两组机械臂，两组所述第四转动座呈相对状设置在转环外壁，两组所述机械臂均有依次转动连接的第一展臂
、
第二展臂以及第三展臂组成，所述第一展臂远离第二展臂的一端与第四转动座转动连接，所述第一展臂与第二展臂之间以及第二展臂与第三展臂之间均设置有用于驱动第一展臂
、
第二展臂以及第三展臂开合的开合驱动组件，所述机械臂通过开合驱动组件合拢后贴合于第二支撑柱外壁以及展开后包覆在外箱及箱盖外壁，所述机械臂上设置有用于清扫外箱及箱盖表面的清扫结构，所述第二支撑柱外壁且位于转环上方通过两组第一转动座转动连接有两组翻盖，两组所述第一转动座呈左右相对设置，两组所述翻盖合并后形成筒状且筒状包覆在合拢后的机械臂外侧，两组所述翻盖与第二支撑柱之间均设置有用于带动翻盖沿着第一转动座转动的开盖驱动组件
。
[0006]优选的，所述缓冲保护结构为防护垫，所述防护垫固定连接在槽体外壁与外箱之间
。
[0007]优选的，所述旋转驱动组件包括第一电机
、
第一齿轮
、
第二齿轮，所述第一电机固定连接在第二支撑柱内侧壁，所述第一电机输出轴贯穿第二支撑柱侧壁并伸出至第二支撑柱外侧，所述第一齿轮固定连接在第一电机输出轴端部，所述第二齿轮固定连接在转环上壁
。
[0008]优选的，所述第一齿轮为圆盘齿轮，所述第二齿轮为环状平面齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相互啮合
。
[0009]优选的，所述开合驱动组件包括三组第二电机，三组所述第二电机分别设置在第一展臂与第四转动座连接处
、
第一展臂与第二展臂连接处以及第二展臂与第三展臂连接处
。
[0010]优选的，所述第一展臂通过第二电机可沿着第一展臂与第四转动座连接点做九十度旋转，所述第二展臂通过第二电机可沿着第二展臂与第一展臂连接点做九十度旋转，所述第三展臂通过第二电机可沿着第三展臂与第二展臂连接点做一百八十度旋转
。
[0011]优选的，所述清扫结构包括多组刷丝，多组所述刷丝分别设置在第一展臂远离第二支撑柱的一侧
、
第二展臂朝向第二支撑柱的一侧以及第三展臂远离第二支撑柱的一侧
。
[0012]优选的，所述机械臂通过开合驱动组件完全展开后第一展臂上的刷丝
、
第二展臂上的刷丝以及第三展臂上的刷丝分别与箱盖上表面
、
外箱侧壁
、
外箱底部抵接
。
[0013]优选的，所述开盖驱动组件包括第二转动座
、
电动伸缩杆以及第三转动座，所述第二转动座固定连接在翻盖朝向第二支撑柱的一侧且位于靠近第一转动座的一端，所述第三转动座固定连接在第二支撑柱外壁且位于转环上方，所述电动伸缩杆转动连接在第二转动座
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制氢电解槽，包括海上风机平台
、
外箱（3），所述海上风机平台由至下而上依次设置的底座（1）
、
第一支撑柱（2）以及第二支撑柱（7）组成，其特征在于：所述外箱（3）固定连接在第二支撑柱（7）外壁且位于第二支撑柱（7）与第一支撑柱（2）连接处，所述外箱（3）上壁固定连接有箱盖（4），所述外箱（3）俯视投影呈圆形，所述外箱（3）内部设置有槽体（8），所述槽体（8）外壁与外箱（3）之间设置有缓冲保护结构，所述槽体（8）内部设置有用于电解制氢的电极结构，所述电极结构包括第一阳极（9）
、
第一阴极（
11
）
、
第二阳极（
13
）以及第二阴极（
15
），所述第一阳极（9）
、
第一阴极（
11
）
、
第二阳极（
13
）以及第二阴极（
15
）俯视投影均呈环状且按照从外到内的顺序依次分布，所述第二支撑柱（7）外壁且位于箱盖（4）上方位置通过轴承（
23
）转动连接有转环（
22
），所述第二支撑柱（7）与转环（
22
）之间设置有用于驱动转环（
22
）沿着第二支撑柱（7）外壁旋转的旋转驱动组件，所述转环（
22
）外壁通过两组第四转动座（
25
）转动连接有两组机械臂，两组所述第四转动座（
25
）呈相对状设置在转环（
22
）外壁，两组所述机械臂均有依次转动连接的第一展臂（
26
）
、
第二展臂（
27
）以及第三展臂（
28
）组成，所述第一展臂（
26
）远离第二展臂（
27
）的一端与第四转动座（
25
）转动连接，所述第一展臂（
26
）与第二展臂（
27
）之间以及第二展臂（
27
）与第三展臂（
28
）之间均设置有用于驱动第一展臂（
26
）
、
第二展臂（
27
）以及第三展臂（
28
）开合的开合驱动组件，所述机械臂通过开合驱动组件合拢后贴合于第二支撑柱（7）外壁以及展开后包覆在外箱（3）及箱盖（4）外壁，所述机械臂上设置有用于清扫外箱（3）及箱盖（4）表面的清扫结构，所述第二支撑柱（7）外壁且位于转环（
22
）上方通过两组第一转动座（6）转动连接有两组翻盖（5），两组所述第一转动座（6）呈左右相对设置，两组所述翻盖（5）合并后形成筒状且筒状包覆在合拢后的机械臂外侧，两组所述翻盖（5）与第二支撑柱（7）之间均设置有用于带动翻盖（5）沿着第一转动座（6）转动的开盖驱动组件
。2.
根据权利要求1所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述缓冲保护结构为防护垫（
16
），所述防护垫（
16
）固定连接在槽体（8）外壁与外箱（3）之间
。3.
根据权利要求2所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述旋转驱动组件包括第一电机（
20
）
、
第一齿轮（
21
）
、
第二齿轮（
24
），所述第一电机（
20
）固定连接在第二支撑柱（7）内侧壁，所述第一电机（
20
）输出轴贯穿第二支撑柱（7）侧壁并伸出至第二支撑柱（7）外侧，所述第一齿轮（
21
）固定连接在第一电机（
20
）输出轴端部，所述第二齿轮（
24
）固定连接在转环（
22
）上壁
。4.
根据权利要求3所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述第一齿轮（
21
）为圆盘齿轮，所述第二齿轮（
24
）为环状平面齿轮，所述第一齿轮（
21
）与第二齿轮（
24
）相互啮合
。5.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭万才，刘洪，陈俊，陈云，吴川，
申请(专利权)人：四川中科兴业高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：