【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解水制氢领域，更具体地，涉及一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置及测试方法。
技术介绍
1、电解水制氢技术被认为是未来氢能的技术路线，特别是利用可再生能源电解水制氢，其在推动我国能源结构转型和实现“双碳”目标的进程中发挥着至关重要的作用。目前电解水制氢技术主要分为碱性(alk)、质子交换膜(pem)、阴离子交换膜(aem)以及固体氧化物(soec)四种电解水技术，其中阴离子交换膜电解水技术由于结合了质子交换膜电解水技术和碱性电解水技术各自的优势，摒弃了二者的劣势而受到越来越多的关注。
2、与质子交换膜电解水制氢技术和碱性电解水制氢技术不同的是，阴离子交换膜电解水制氢技术目前还处于研发阶段，因此并没有标准的材料和测试流程，各种过程机理也还有待进一步研究。电解液浓度是决定aem电解水性能和耐久性的关键因素，目前研究中常用纯水、0.01mol/l、0.5mol/l和1mol/l等浓度的koh或naoh水溶液来作为电解液，不同的mea在不同浓度的电解液中可能表现出不同的电解水性能和耐久性，因此为了更好地对mea结构及材料进行深入的研究，对mea的测试可能需要在不同浓度的电解液中分别进行。
3、然而，配制多种浓度的电解液不仅增加了实验的工作量，还使得测试过程变得复杂。此外，当电解液循环使用时，由于水的消耗、气体将电解质带出等的影响，可能导致测试过程中电解液浓度发生改变，及时的对电解液浓度进行补偿对于测试的稳定进行至关重要。再有，由于电解液呈碱性，空气中的co2可能通过气体尾排管进入测试系统引起
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置及测试方法，智能调节电解水制氢电解液的浓度。
2、本专利技术采取的技术方案是，提供一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：
3、电解池单元，包括阴极区和阳极区，用于电解电解液；
4、气液分离单元，包括阴极气液分离单元和阳极气液分离单元，所述阴极气液分离单元与电解池的阴极区连通，所述阳极气液分离单元与电解池的阳极区连通；
5、收集单元，连通气液分离单元的出气口，用于收集电解池单元产生的气体；
6、电解液单元，电解液单元用于为电解池单元提供多种浓度和/或酸碱度的电解液；
7、计算机控制系统，与所述电解池单元、气液分离单元、电解液单元、收集单元和电源通讯连接。
8、在本技术方案中，阴极气液分离单元将氢气和电解液分离；应急气液分离单元将氧气和电解液分离；电解液单元可调节电解液浓度和酸碱度。
9、当在不同浓度的电解液中进行测试时，计算机控制系统控制电解液单元为电解池单元提供所需浓度和酸碱度的电解液，以测试膜电极在不同情况下的性能，此过程无需另外人工配置多种浓度的酸碱度的电解液，简化了测试过程，提高了测试效率。
10、另外，在测试的过程中，电解液会因为水的消耗、气体将电解质等带出或者空气影响，导致其浓度、酸碱度发生变化，本方案的计算机控制系统实时监测和调控电解液单元中电解液的浓度和酸碱度，保证在膜电极测试过程电解液仍然保持目标浓度和酸碱度，避免这两者被干扰导致与目标值有偏差而致使测试结果不准确，如此本方案提高了阴离子交换膜膜电极的测试准确性。
11、进一步地，所述电解液单元包括电解液储罐、补充液储罐和纯水储罐，补充液储罐的补充液浓度高于电解液储罐的电解液浓度；补充液储罐的补充液酸碱度高于电解液储罐的电解液酸碱度；
12、补充液储罐通过补充液管路与电解液储罐连通，所述补充液管路上设有补充液泵和补充液阀；
13、纯水储罐通过纯水管路与电解液储罐连通，所述纯水管路上设有纯水泵和纯水阀；
14、电解液储罐通过阴极电解液管路与电解池单元的阴极区连通，电解液储罐通过阳极电解液管路与电解池单元的阳极区连通，所述阴极电解液管路上设有电解液阴极阀和电解液阴极泵，所述阳极电解液管路上设有电解液阳极阀和电解液阳极泵；
15、所述补充液泵、补充液阀、纯水泵、纯水阀、电解液阴极泵、电解液阴极阀、电解液阳极泵和电解液阳极阀与计算机控制系统通讯连接。
16、在本技术方案中，由于在测试过程中电解液的浓度和酸碱度不是单一的，即可能浓度偏低、酸碱度偏高或浓度偏高、酸碱度偏低等多种情况，因此设置补充液储罐和纯水储罐来调节电解液储罐中电解液的浓度和酸碱度。
17、另外，若是补充液储罐内补充液的浓度与电解液储罐的电解液浓度相同，在需要配置比当前浓度高的电解液时，还需先重新另外装入更高浓度的电解液，不便于操作。基于此，本方案将补充液储罐中的浓度设置为高于电解液储罐，使得在需要配置比当前浓度更高的电解液时，只需将补充液和纯水进行调配即可；同理，将补充液的酸碱度设置为高于电解液，也便于电解液酸碱度的调整，如此简化了不同浓度电解液条件下的膜电极测试操作和酸碱度的调整步骤，进一步提高了测试效率。
18、其次，在现有技术中，电解槽的电解液供液方式包括阴极供液、阳极供液和阴阳极同时供液，而其中没有主流的供液模式，本方案电解液储罐通过阳极电解液管路和阴极电解液管路与电解池单元连通，可使用上述的三种供液模式，满足不同供液模式的需求，适应性好。
19、再有，储罐中的液位若是太高会有溢出的风险，若是太低会影响电解液的及时供应，因此，在本方案通过电解液储罐、补充液储罐、纯水储罐和废液储罐以及各个管路上阀和泵的配合，实现在保持设定液位的情况下，对电解液的浓度和ph进行调控。
20、进一步地，还包括废液单元，所述气液分离单元、补充液储罐、电解液储罐和纯水储罐均通过废液管路与废液单元连通，废液管路上设有废液阀和废液泵。
21、在本技术方案中，废液单元用于盛装电解过程中以及电解结束后不需要的废液，方便对废液集中处理。废液泵连通废液单元与气液分离单元、废液单元与补充液储罐、废液单元与电解液储罐、废液单元与纯水储罐。
22、进一步地，所述气液分离单元包括气液分离装置和冷却装置，所述冷却装置用于冷却气液分离装置；
23、所述阴极气液分离单元的气液分离装置与电解池单元的阴极区连通，所述阳极气液分离单元的气液分离装置与电解池单元的阳极区连通；
24、所述气液分离装置的出气口连通收集单元，所述冷却装置与计算机控制系统通讯连接；
25、所述气液分离装置的出液口连通废液单元。
26、在本技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：
2.根据权利要求1所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述电解液单元包括电解液储罐、补充液储罐和纯水储罐，
3.根据权利要求2所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，还包括废液单元，所述气液分离单元、补充液储罐、电解液储罐和纯水储罐均通过废液管路与废液单元连通，废液管路上设有废液阀和废液泵。
4.根据权利要求3所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述气液分离单元包括气液分离装置和冷却装置，所述冷却装置用于冷却气液分离装置；
5.根据权利要求4所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，还包括循环管路，所述循环管路连通电解液储罐和气液分离装置，所述循环管路上设有循环阀，所述循环阀与计算机控制系统通讯连接。
6.一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试方法，采用权利要求5提供的测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的阴离子交换膜电解水制氢膜
8.根据权利要求6所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试方法，其特征在于，所述电解液在电解池单元内电解，记录电流密度和电压数据的步骤，还包括：电解过程中，计算机控制系统控制电解液储罐内的电解液为目标浓度和目标酸碱度，且为实时控制。
9.根据权利要求6～8任一所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试方法，其特征在于，所述计算机控制系统控制电解液储罐内的电解液为目标浓度和目标酸碱度，包括：
10.根据权利要求6～8任一所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试方法，其特征在于，所述计算机控制系统控制电解液储罐内的电解液为目标浓度和目标酸碱度，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：
2.根据权利要求1所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述电解液单元包括电解液储罐、补充液储罐和纯水储罐，
3.根据权利要求2所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，还包括废液单元，所述气液分离单元、补充液储罐、电解液储罐和纯水储罐均通过废液管路与废液单元连通，废液管路上设有废液阀和废液泵。
4.根据权利要求3所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，所述气液分离单元包括气液分离装置和冷却装置，所述冷却装置用于冷却气液分离装置；
5.根据权利要求4所述的阴离子交换膜电解水制氢膜电极的测试装置，其特征在于，还包括循环管路，所述循环管路连通电解液储罐和气液分离装置，所述循环管路上设有循环阀，所述循环阀与计算机控制系统通讯连接。
6.一种阴离子交...
【专利技术属性】
技术研发人员：任红，苏静，林舒婷，董准，孙昭红，敖洪亮，古建，李清影，叶思宇，杨云松，邹渝泉，唐军柯，
申请(专利权)人：鸿基创能科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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