【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电解池装置、电解电池的制备及电解池装置的使用方法。
技术介绍
目前我国高速的城市化进程以及经济的高速发展导致化石能源的大量消耗和二氧化碳排放量快速增长,对环境造成了极大的压力,因此,寻找新型的清洁的可再生能源代替化石能源既可解决能源危机又可改善我国能源现状,实现经济的可持续发展具有重要意义。可再生能源包括太阳能、水能、风能、地热能和氢能等,具有资源丰富、使用清洁的特点。许多国家目前正在大力发展利用可持续能源如风能、太阳能以及核能等发电技术和集中供电技术,而氢能由于其具有高的能量密度和环境友好等优势引起世界范围内的广泛关注。氢能是指通过氢气和氧气反应所产生的能量,利用了氢的化学能。氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,宇宙质量的75%由氢组成。氢是一种能量密度高、燃烧性好、无污染、可再生的能源载体,具有可储藏、可运输等特点,由此成为研究热点,借助氢的媒介可实现氢能储存、运输和转化的氢经济概念,成为了继太阳能,风能,生物质能源之后又一个新能源开发的热点。高温固体氧化物电解池(SOEC)制氢是在高温条件实现电能与化学能的转化装置,达到电解水蒸汽获得高纯氢气的目的。高温电解水制氢(HTSE)利用低品质的热能替代高品质的电能,作为输入能量,电解水蒸气,从而高效率,无污染的制取氢气。可大大减少了对电能的消耗。较高的制氢效率使得HTSE技术受到高度的重视。目前,已知的利用SOEC制备氢气的总效率可以超过55%,而常规的电解水制氢效率在25%左右。SOEC的工作温度为700~950℃,过热的水蒸气流入电解池中,H2O在氢电极被电解 ...
【技术保护点】
一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:该方法按以下步骤进行:一、制备电解质:采用流延法制备电解质;二、制备电解质薄膜:将步骤一的电解质采用高温烧结法制备电解质薄膜;三、制备陶瓷粉体:采用溶胶凝胶法、固相反应法、甘氨酸燃烧法或柠檬酸燃烧法制备陶瓷粉体;四、制备多孔电极:将步骤三制备的陶瓷粉体与造孔剂混合均匀,得混合物,采用丝网印刷法在步骤二制备的电解质薄膜两侧制备对称的多孔电极,电极的空隙率为20%‑50%;丝网印刷法的具体步骤为:将得到的混合物对称的刷在电解质薄膜两侧,烧结温度为900℃‑1300℃,造孔剂被烧结掉,留下陶瓷粉体,即可得到对称的多孔电极;所述多孔电极的孔的直径为5‑10毫米,厚度为30‑60微米;五、将汇流材料均匀的涂在电解质薄膜两侧对称的多孔电极的外侧,烧结温度为700℃‑900℃,得到电解电池。
【技术特征摘要】
1.一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:该方法按以下步骤进行:一、制备电解质:采用流延法制备电解质;二、制备电解质薄膜:将步骤一的电解质采用高温烧结法制备电解质薄膜;三、制备陶瓷粉体:采用溶胶凝胶法、固相反应法、甘氨酸燃烧法或柠檬酸燃烧法制备陶瓷粉体;四、制备多孔电极:将步骤三制备的陶瓷粉体与造孔剂混合均匀,得混合物,采用丝网印刷法在步骤二制备的电解质薄膜两侧制备对称的多孔电极,电极的空隙率为20%-50%;丝网印刷法的具体步骤为:将得到的混合物对称的刷在电解质薄膜两侧,烧结温度为900℃-1300℃,造孔剂被烧结掉,留下陶瓷粉体,即可得到对称的多孔电极;所述多孔电极的孔的直径为5-10毫米,厚度为30-60微米;五、将汇流材料均匀的涂在电解质薄膜两侧对称的多孔电极的外侧,烧结温度为700℃-900℃,得到电解电池。2.根据权利要求1所述的一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:步骤一所述的电解质为Y2O3稳定的ZrO2电解质、Sm掺杂的CeO2电解质、Gd掺杂的CeO2电解质、Sc稳定的ZrO2电解质,Sr稳定的LaGaO3电解质、Mg稳定的LaGaO3电解质中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:步骤二高温烧结法的烧结温度为1200℃-1600℃。4.根据权利要求1所述的一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:步骤三所述采用溶胶凝胶法制备的陶瓷粉体为La0.4Sr0.6Ti0.3Fe0.7O3陶瓷粉体,所述采用固相反应法制备的陶瓷粉体为(La0.8Sr0.2)0.98Cr0.5Mn0.5O3陶瓷粉体,所述采用甘氨酸燃烧法制备的陶瓷粉体为(La0.8Sr0.2)0.98Fe0.9Nb0.1O3陶瓷粉体,所述采用柠檬酸燃烧法制备的陶瓷粉体为Sr2Fe1.5Mo0.5O6陶瓷粉体。5.根据权利要求1所述的一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:步骤四所述的造孔剂为淀粉。6.根据权利要求1所述的一种高温电解水制氢稳定运行的电解电池的制备方法,其特征在于:步骤五所述汇流材料为导电胶、银浆、金浆、铂浆中的一种或几种的混合物。7.利用权利要求1制备的电解电池组装的高温电解水制氢稳定运行的电解池装置,其特征在于:该电解池装置由反应器装置、收集管道和收集器组成;反应器装置由入口(1)、电解电池(3)、斜面(16)、流通管道(11)、收集管(10)、交流电源(2)、出口(5)和出口(...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘立敏,王勇,杨邹熊,李思,尹冉,
申请(专利权)人:东北林业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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