制氢装置及动力系统制造方法及图纸

技术编号:43333190 阅读:11 留言:0更新日期:2024-11-15 20:30
本申请公开了一种制氢装置及动力系统,属于制氢设备技术领域,该制氢装置包括壳体、毛细分离器、阳极组件和阴极组件,壳体用于容纳电解液,壳体具有容纳腔;毛细分离器穿设于容纳腔,且毛细分离器的至少部分位于容纳腔之外;阳极组件设置于容纳腔之外,且连接于毛细分离器的一侧;阴极组件设置于容纳腔之外,且连接于毛细分离器远离阳极组件的另一侧;阴极组件和阳极组件电性连接。本申请通过设置毛细分离器以将电解液通过毛细作用导入制氢装置内部,在催化剂点位上减少气泡的产生,避免因为鼓泡引发的反多相流现象。此外,通过使用毛细分离器代替管道将电解液导入制氢装置内部,减少了零部件数量,使得制氢装置的结构更简洁。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于制氢设备,具体涉及一种制氢装置及动力系统


技术介绍

1、在碱性电解水制氢过程中,通常使用碱性电解质(如氢氧化钾或氢氧化钠)作为电解液导入电解槽中进行电解制氢。

2、目前的技术中,当电解液被导入电解槽中时会形成多相流,进而产生气泡流等形态,使得制氢系统的能耗增加。


技术实现思路

1、技术目的:本申请实施例提供一种制氢装置,旨在克服目前导入电解液时产生气泡流导致能耗增加的技术问题;本申请实施例的另一目的是提供一种动力系统。

2、技术方案:本申请实施例所述的一种制氢装置,包括:

3、壳体,所述壳体用于容纳电解液,所述壳体具有容纳腔;

4、毛细分离器,所述毛细分离器穿设于容纳腔,且毛细分离器的至少部分位于所述容纳腔之外;

5、阳极组件,所述阳极组件设置于所述容纳腔之外,且连接于所述毛细分离器的一侧;

6、阴极组件,所述阴极组件设置于所述容纳腔之外,且连接于所述毛细分离器远离阳极组件的另一侧;

7、所述阴极组件和所述阳极组件电性连接。

8、在一些实施例中,所述毛细分离器包括多个毛细管,多个毛细管中相邻的两个相互连接,多个所述毛细管沿第一方向设置,所述毛细管穿设于所述容纳腔,所述毛细管的至少部分位于所述容纳腔之外;

9、所述阳极组件沿第二方向设置于所述毛细分离器的一侧,所述阴极组件沿第二方向设置于所述毛细分离器远离所述阳极组件的一侧;

10、所述毛细管沿第三方向延伸,所述毛细管沿第三方向穿设于所述容纳腔;

11、其中,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相垂直。

12、在一些实施例中,所述毛细管包括层叠设置的多层过滤膜,所述过滤膜沿所述第三方向延伸,相邻两层过滤膜中,一层所述过滤膜围绕另一层所述过滤膜,最外层所述过滤膜与所述阳极组件和所述阴极组件连接。

13、在一些实施例中,所述毛细管包括至少一层过滤膜,所述过滤膜沿所述第三方向延伸,至少一层所述过滤膜卷绕形成所述毛细管。

14、在一些实施例中,所述毛细管包括至少一个过滤膜,所述过滤膜的孔径为0.1μm-1.2μm。

15、在一些实施例中,所述制氢装置还包括连接组件,所述连接组件分别与所述阳极组件和阴极组件连接,以使得所述阳极组件和所述阴极组件压着于所述毛细分离器。

16、在一些实施例中,所述连接组件包括两个密封件和紧固件,两个密封件中的一者连接于所述紧固件和所述阳极组件之间,两个密封件的另一者连接于所述紧固件和所述阴极组件之间。

17、在一些实施例中,所述阳极组件包括:

18、第一双极板,所述第一双极板与所述阴极组件电性连接,所述第一双极板具有阳极出口,且所述阳极出口位于所述第一双极板远离所述阴极组件的一侧;

19、第一扩散层,所述第一扩散层连接于所述第一双极板靠近所述毛细分离器的一侧;

20、第一电极,所述第一电极位于并连接于所述第一扩散层和毛细分离器之间;

21、其中,所述第一双极板、所述第一扩散层和所述第一电极与所述壳体连接。

22、在一些实施例中,所述第一电极包括第一载体和第一催化剂层,所述第一催化剂层包覆于所述第一载体,所述第一催化剂层与所述毛细分离器连接,所述第一催化剂层与所述第一扩散层连接。

23、在一些实施例中,所述阴极组件包括:

24、第二双极板,所述第二双极板与所述阳极组件电性连接,所述第二双极板具有阴极出口,且所述阴极出口位于所述第二双极板远离所述阳极组件的一侧;

25、第二扩散层,所述第二扩散层连接于所述第二双极板靠近所述毛细分离器的一侧;

26、第二电极,所述第二电极位于并连接于所述第二扩散层和所述毛细分离器之间;

27、其中,所述第二双极板、所述第二扩散层和所述第二电极与所述壳体连接。

28、在一些实施例中,所述第二电极包括第二载体和第二催化剂层,所述第二催化剂层包覆于所述第二载体,所述第二催化剂层与所述毛细分离器连接,所述第二催化剂层与所述第二扩散层连接。

29、本申请还提供一种动力系统,包括上述的制氢装置。

30、有益效果:本申请实施例提供的制氢装置包括壳体、毛细分离器、阳极组件和阴极组件,壳体用于容纳电解液,壳体具有容纳腔;毛细分离器穿设于容纳腔,且毛细分离器的至少部分位于容纳腔之外;阳极组件设置于容纳腔之外,且连接于毛细分离器的一侧;阴极组件设置于容纳腔之外,且连接于毛细分离器远离阳极组件的另一侧;阴极组件和阳极组件电性连接。本申请通过设置毛细分离器以将电解液通过毛细作用导入制氢装置内部,电解液在毛细分离器表面覆盖形成一层薄薄的电解质层,以便浸润催化剂,并减少催化剂位点气泡的产生,避免因为鼓泡引发的反多相流现象,进而减少该制氢装置的能耗。此外,通过使用毛细分离器代替管道将电解液导入制氢装置内部,降低电解槽进水量,替代传统电解槽水循环系统,使得制氢装置的结构更简洁。

31、本申请实施例还提供了一种动力系统,包括上述的制氢装置。本申请中的动力系统通过使用上述的制氢装置节省了能耗,使得动力系统的效率更高。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制氢装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细分离器(20)包括多个毛细管(21),多个毛细管(21)中相邻的两个相互连接,多个所述毛细管(21)沿第一方向(X)设置,所述毛细管(21)穿设于所述容纳腔(11),所述毛细管(21)的至少部分位于所述容纳腔(11)之外;

3.根据权利要求2所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细管(21)包括至少一层过滤膜(211),所述过滤膜(211)沿所述第三方向(Z)延伸,至少一层所述过滤膜(211)卷绕形成所述毛细管。

4.根据权利要求2所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细管(21)包括至少一个过滤膜(211),所述过滤膜(211)的孔径为0.1μm-1.2μm。

5.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述制氢装置还包括连接组件,所述连接组件分别与所述阳极组件(30)和阴极组件(40)连接,以使得所述阳极组件(30)和所述阴极组件(40)压着于所述毛细分离器(20)。

6.根据权利要求5所述的制氢装置,其特征在于,所述连接组件包括两个密封件和紧固件,两个密封件中的一者连接于所述紧固件和所述阳极组件(30)之间,两个密封件的另一者连接于所述紧固件和所述阴极组件(40)之间。

7.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述阳极组件(30)包括:

8.根据权利要求7所述的制氢装置,其特征在于,所述第一电极(33)包括第一载体和第一催化剂层,所述第一催化剂层包覆于所述第一载体,所述第一催化剂层与所述毛细分离器(20)连接,所述第一催化剂层与所述第一扩散层(32)连接。

9.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述阴极组件(40)包括:

10.根据权利要求9所述的制氢装置,其特征在于,所述第二电极(43)包括第二载体和第二催化剂层,所述第二催化剂层包覆于所述第二载体,所述第二催化剂层与所述毛细分离器(20)连接,所述第二催化剂层与所述第二扩散层(42)连接。

11.一种动力系统,其特征在于,包括如权利要求1-10中任一项所述的制氢装置。

...

【技术特征摘要】

1.一种制氢装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细分离器(20)包括多个毛细管(21),多个毛细管(21)中相邻的两个相互连接,多个所述毛细管(21)沿第一方向(x)设置,所述毛细管(21)穿设于所述容纳腔(11),所述毛细管(21)的至少部分位于所述容纳腔(11)之外;

3.根据权利要求2所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细管(21)包括至少一层过滤膜(211),所述过滤膜(211)沿所述第三方向(z)延伸,至少一层所述过滤膜(211)卷绕形成所述毛细管。

4.根据权利要求2所述的制氢装置,其特征在于,所述毛细管(21)包括至少一个过滤膜(211),所述过滤膜(211)的孔径为0.1μm-1.2μm。

5.根据权利要求1所述的制氢装置,其特征在于,所述制氢装置还包括连接组件,所述连接组件分别与所述阳极组件(30)和阴极组件(40)连接,以使得所述阳极组件(30)和所述阴极组件(40)压着于所述毛细分离器(20)。

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏冕李珂杨浩然李晓波胡兴雷陈秋燕周蕊何志军侯进刘娅琼
申请(专利权)人:中国船舶集团有限公司第七一一研究所
类型:新型
国别省市:

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