【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢气制备，更具体的是涉及一种电解槽能耗降低方法。
技术介绍
1、随着全球对清洁能源的需求不断增长，氢能作为一种高效、清洁的能源载体，受到了广泛关注。电解水制氢是一种重要的制氢方法，其中碱性电解槽由于其成本低、技术成熟等优点，在工业上得到了广泛应用。
2、在碱性电解槽中，电解液的流速对电解水制氢的效率有着显著的影响。目前，对于电解液流速与电解水制氢效率之间的关系尚未有深入的研究和明确的认识。而阴阳极不同流速的情况更是缺乏系统的分析。
3、一方面，当阴阳极电解液流速不同时，可能会对电极表面的反应产生不同的影响。例如，适当提高阳极电解液流速，可以增强阳极的氧化反应速率，促进氧气的产生；而适当调整阴极电解液流速，可以优化氢气的生成速率。同时，不同流速的组合还可以更好地控制电极表面的气泡产生和脱离，减少气泡对电极的覆盖，提高电解效率。
4、另一方面，如果阴阳极流速差异过大，可能会导致电解槽内部的压力不平衡，影响电解槽的稳定性。此外，不合适的流速组合还可能增加电解液的流动阻力，增大能耗，甚至对电极造成冲刷，影响电极的稳定性和寿命。
5、因此，如何提供一种新的检测电解液流速对电解水效率的影响的方法及装置，可以通过逐级调整阴阳极的电解液流速和阴阳极的电流大小，更加系统的分析电解液流速与电解水制氢效率之间的关系是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种电解槽能耗降低方法，旨在解决上述传统的电解水制氢
2、本专利技术提供一种电解槽能耗降低方法，电解槽包括阳极反应部、阴极反应部和隔膜，阳极反应部、阴极反应部相对合布置且其相对侧分别对应开设有阳极流道槽和阴极流道槽，隔膜位于阳极流道槽和阴极流道槽之间；阳极流道槽和阴极流道槽的两端分别通过循环管连通储液罐；阳极流道槽的电解液流速大于阴极流道槽电解液流速。
3、通过上述技术方案，本专利技术通过阳极流道槽的电解液流速大于阴极流道槽电解液流速的设置，对阳极反应部和阴极反应部的压力差进行平衡，减少了电解液流动絮乱，提高了电解槽的效率。
4、优选的，阳极流道槽的电解液流速范围为40-150ml/min；阴极流道槽电解液流速为7-40ml/min。
5、优选的，阳极流道槽的电解液流速与阴极流道槽电解液流速的差值大于30ml/min。
6、优选的，阳极流道槽的电解液流速为150ml/min，阴极流道槽电解液流速7ml/min。
7、优选的，阳极流道槽两端通过第一循环管路连通储液罐，阴极流道槽的两端通过第二循环管路连通储液罐，第一循环管路和第二循环管路靠近阳极流道槽的入口端的管道上均连接有蠕动泵。
8、优选的，阳极反应部包括阳极板、阳极电极板、阳极进液接头、阳极出液接头和阳极极耳，阳极板的第一板面开设有s形流道槽一，阳极电极板与阳极板的第一板面接触配合且其板面覆盖s形流道槽一，阳极板位于s形流道槽一的两端分别开设有阳极进液孔和阳极出液孔，阳极进液接头和阳极出液接头位于阳极板的第二板面，阳极进液接头与阳极进液孔紧固连接，阳极出液接头与阳极出液孔紧固连接，阳极极耳的一端与阳极电极板接触抵接，另一端穿过阳极板位于阳极板的第二板面，供电电源的正极与阳极极耳电连接。
9、优选的，阴极反应部包括阴极板、阴极电极板、阴极进液接头、阴极出液接头和阴极极耳，阴极板的第一板面开设有s形流道槽二，且与阳极板的第一板面相对布置，阴极电极板与阴极板的第一板面接触配合且其板面覆盖s形流道槽二，阴极板位于s形流道槽二两端分别开设有阴极进液孔和阴极出液孔，阴极进液接头和阴极出液接头位于阳极板的第二板面，阴极进液接头与阴极进液孔紧固连接，阴极出液接头与阴极出液孔紧固连接，阴极极耳的一端与阴极电极板接触抵接，另一端穿过阴极板位于阴极板的第二板面，供电电源的负极与阴极极耳电连接。
10、优选的，还包括密封片，密封片的中间位置开设有流通口，密封片的数量为两个，位于隔膜的两侧对称分布且与隔膜接触配合，两个密封片位于阳极电极板和阴极电极板之间，且流通口的两端分别与阳极电极板和阴极电极板相对布置。
11、优选的，阴极板和阳极板之间通过螺栓和螺母锁紧。
12、优选的，还包括加热台，加热台用以对阳极收集罐和阴极收集罐内的电解液进行加热；阳极收集罐和阴极收集罐的顶端开设有气体收集口，以对阳极反应部和阴极反应部产生的气体进行收集。
13、本专利技术设置阳极流道槽的电解液流速大于阴极流道槽电解液流速，从性能角度看，这种流速差能优化电解过程，阳极处较高流速可迅速带走反应生成气体，减少气泡在电极表面附着聚集，降低电极与电解液间电阻，避免额外能耗；阴极合适流速满足物质传递又不扰乱反应环境，二者配合让电解槽性能提升、能耗降低，如同为其打造高效物流系统；从稳定性来讲，合适流速差能平衡阴阳极压力差，防止电解液流动紊乱，避免局部过热、浓度波动等问题，使电解反应在稳定环境下持续，就像给电解槽提供了一个稳定支架。这一发现有利于为电解槽制氢提供重要理论依据。
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1.一种电解槽能耗降低方法，所述电解槽包括阳极反应部(11)、阴极反应部(12)和隔膜(13)，所述阳极反应部(11)、阴极反应部(12)相对合布置且其相对侧分别对应开设有阳极流道槽和阴极流道槽，所述隔膜(13)位于所述阳极流道槽和所述阴极流道槽之间；所述阳极流道槽和所述阴极流道槽的两端分别通过循环管连通储液罐；其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速大于所述阴极流道槽电解液流速。
2.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速范围为40-150mL/min；所述阴极流道槽电解液流速为7-40mL/min。
3.根据权利要求2所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速与所述阴极流道槽电解液流速的差值大于30mL/min。
4.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速为150mL/min，所述阴极流道槽电解液流速7mL/min。
5.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽两端通过第一循环管路连通所述储液罐，
6.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极反应部(11)包括阳极板(111)、阳极电极板(112)、阳极进液接头(113)、阳极出液接头(114)和阳极极耳(115)，所述阳极板(111)的第一板面开设有S形流道槽一(1111)，所述阳极电极板(112)与所述阳极板(111)的第一板面接触配合且其板面覆盖所述S形流道槽一(1111)，所述阳极板(111)位于所述S形流道槽一(1111)的两端分别开设有阳极进液孔(1112)和阳极出液孔(1113)，所述阳极进液接头(113)和阳极出液接头(114)位于所述阳极板(111)的第二板面，所述阳极进液接头(113)与所述阳极进液孔(1112)紧固连接，所述阳极出液接头(114)与所述阳极出液孔(1113)紧固连接，所述阳极极耳(115)的一端与阳极电极板(112)接触抵接，另一端穿过阳极板(111)位于所述阳极板(111)的第二板面，所述供电电源(4)的正极与所述阳极极耳(115)电连接。
7.根据权利要求6所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阴极反应部(12)包括阴极板(121)、阴极电极板(122)、阴极进液接头(123)、阴极出液接头(124)和阴极极耳(125)，所述阴极板(121)的第一板面开设有S形流道槽二(1211)，且与所述阳极板(111)的第一板面相对布置，所述阴极电极板(122)与所述阴极板(121)的第一板面接触配合且其板面覆盖所述S形流道槽二(1211)，所述阴极板(121)位于所述S形流道槽二(1211)两端分别开设有阴极进液孔(1212)和阴极出液孔(1213)，所述阴极进液接头(123)和阴极出液接头(124)位于所述阳极板(111)的第二板面，所述阴极进液接头(123)与所述阴极进液孔(1212)紧固连接，所述阴极出液接头(124)与所述阴极出液孔(1213)紧固连接，所述阴极极耳(125)的一端与阴极电极板(122)接触抵接，另一端穿过所述阴极板(121)位于所述阴极板(121)的第二板面，所述供电电源(4)的负极与所述阴极极耳(125)电连接。
8.根据权利要求7所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，还包括密封片(17)，所述密封片(17)的中间位置开设有流通口(171)，所述密封片(17)的数量为两个，位于所述隔膜(13)的两侧对称分布且与所述隔膜(13)接触配合，两个所述密封片(17)位于所述阳极电极板(112)和所述阴极电极板(122)之间，且流通口(171)的两端分别与所述阳极电极板(112)和所述阴极电极板(122)相对布置。
9.根据权利要求8所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阴极板(121)和所述阳极板(111)之间通过螺栓(14)和螺母(15)锁紧。
10.根据权利要求6所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，还包括加热台(5)，所述加热台(5)用以对所述阳极收集罐(21)和所述阴极收集罐(22)内的电解液进行加热；所述阳极收集罐(21)和所述阴极收集罐(22)的顶端开设有气体收集口，以对所述阳极反应部(11)和所述阴极反应部(12)产生的气体进行收集。
...【技术特征摘要】
1.一种电解槽能耗降低方法，所述电解槽包括阳极反应部(11)、阴极反应部(12)和隔膜(13)，所述阳极反应部(11)、阴极反应部(12)相对合布置且其相对侧分别对应开设有阳极流道槽和阴极流道槽，所述隔膜(13)位于所述阳极流道槽和所述阴极流道槽之间；所述阳极流道槽和所述阴极流道槽的两端分别通过循环管连通储液罐；其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速大于所述阴极流道槽电解液流速。
2.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速范围为40-150ml/min；所述阴极流道槽电解液流速为7-40ml/min。
3.根据权利要求2所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速与所述阴极流道槽电解液流速的差值大于30ml/min。
4.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽的电解液流速为150ml/min，所述阴极流道槽电解液流速7ml/min。
5.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极流道槽两端通过第一循环管路连通所述储液罐，所述阴极流道槽的两端通过第二循环管路连通所述储液罐，所述第一循环管路和第二循环管路靠近阳极流道槽的入口端的管道上均连接有蠕动泵。
6.根据权利要求1所述一种电解槽能耗降低方法，其特征在于，所述阳极反应部(11)包括阳极板(111)、阳极电极板(112)、阳极进液接头(113)、阳极出液接头(114)和阳极极耳(115)，所述阳极板(111)的第一板面开设有s形流道槽一(1111)，所述阳极电极板(112)与所述阳极板(111)的第一板面接触配合且其板面覆盖所述s形流道槽一(1111)，所述阳极板(111)位于所述s形流道槽一(1111)的两端分别开设有阳极进液孔(1112)和阳极出液孔(1113)，所述阳极进液接头(113)和阳极出液接头(114)位于所述阳极板(111)的第二板面，所述阳极进液接头(113)与所述阳极进液孔(1112)紧固连接，所述阳极出液接头(114)与所述阳极出液孔(1113)紧固连接，所述阳极极耳(115)的一端与阳极电极板(112)接触抵接，另一端穿过阳极板(111)...
【专利技术属性】
技术研发人员：余雪萍，丁世欣，李永红，朱敏，马斌，马中华，
申请(专利权)人：六盘山实验室，
类型：发明
国别省市：
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