一种制备高压氢气的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备高压氢气的装置，属于电化学技术领域，包括外壳、顶盖及阴极，所述外壳上设置有法兰，外壳与顶盖连接，顶盖上设置有排气管，外壳内壁一圈设置有阴极，挨着阴极设置有一圈垫片，外壳和垫片之间形成反应空间，反应空间中充满金属混合物，反应空间和外壳组成阳极，垫片与顶盖之间形成内部空间。本发明专利技术提供的装置，利用阴极沿外壳内壁一圈的设计独特，空间利用率高，减小了装置体积从而降低成本，并由于阴极和反应空间紧密结合，产生的气体可以快速的由电极上的孔洞排出进入储存空间，提高了气体的压强，降低单位能耗，提高了装置生产率，以及安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种制备高压氢气的装置
本专利技术属于电化学
，具体涉及一种制备高压氢气的装置。
技术介绍
随着环境污染日益严重，越来越多的研究关注于绿色无污染能源，其中，氢能清洁无污染、高效、可再生，是未来最有潜力的能源载体。利用电解水技术制氢是目前最有潜力的技术，也是一种经济有效的技术。如何降低能耗和成本以及提高制氢效率一直都是急需解决的问题。现有技术中需要的电位过大导致能耗过大，同时由于隔膜的技术问题无法制备出高压气体，往往需要额外的压缩装置导致成本增加。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种制备高压氢气的装置，解决了传统电解水无法单独制备和储存气体的问题。一种制备高压氢气的装置，包括外壳1、顶盖4及阴极5，所述外壳1上设置有法兰2，外壳1通过法兰2与顶盖4连接，顶盖4上设置有排气管9，外壳1内壁一圈设置有阴极5，挨着阴极5设置有一圈垫片8，外壳1和垫片8之间形成反应空间7，反应空间7中充满金属混合物，反应空间7和外壳1组成阳极，垫片8与顶盖4之间形成内部空间6。进一步地，所述的外壳1的形状为U形管状结构，材质为钢铸造，并通过法兰2上的螺纹3与顶盖4连接。进一步地，所述的阴极5为多孔电极，材质为镍或者不锈钢，孔径为20-30微米。进一步地，所述的金属混合物为多孔铁、镍或石墨的混合物。进一步地，所述的反应空间7中还掺杂金属夹杂物，孔径为30-50微米。进一步地，所述的垫片8为多孔塑胶或石棉，孔径为20-30微米。本专利技术的制备高压氢气的装置是这样工作：整个容器充满碱性电解液，渗入到安装在外壳里的所有元件中。通过给电极上加上电压，在多孔的垫片8紧挨着阴极5表面一侧处进行电解液的分解，在多孔的垫片8的孔中释放氢气，气体通过阴极5的孔进入到内部空间6,并汇集，通过连接管9进入到需求单位。在阳极的活性物质发生反应①：2OH--e→1/2O2+H2O①在反应中释放氧，与包含活性物质的多孔铁反应，反应为②：2Fe+2O＝2FeO②总反应可以写为③：Fe+H2O＝FeO+H2.③产生的氢的量取决于反应空间7中金属夹杂物的量。为了在反应中维持高压，装置的外壳制造成高压室的形式，包括同轴安装在外壳内并固定在盖上的多孔阴极。本专利技术的有益效果如下：(1)阴极5沿外壳1内壁一圈设计独特，空间利用率高，减小了装置体积从而降低成本。(2)整个装置由合金钢铸造成高压室，气密性好，产气纯度高。(3)由于阴极5和反应空间7紧密结合，产生的气体可以快速的由电极上的孔洞排出进入储存空间，提高了气体的压强，降低单位能耗，提高了装置生产率，以及安全性能。附图说明图1为制备高压氢气装置示意图；图中：外壳1、法兰2、螺纹3、顶盖4、阴极5、内部空间6、反应空间7、多孔垫片8、排气管9。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步地说明。实施例1一种制备高压氢气的装置，容积0.7升，包括外壳1、顶盖4及阴极5，所述外壳1上设置有法兰2，外壳1通过螺纹3与顶盖4连接，顶盖4上设置有排气管9，外壳1内壁一圈设置有阴极5，阴极5由镍制成，孔径为20微米，挨着阴极5设置有一圈垫片8，垫片为多孔石棉，孔径大小为20微米，外壳1和垫片8之间形成反应空间7，反应空间7中充满多孔铁，多孔铁的质量为700克，孔径为30微米，反应空间7和外壳1组成阳极，垫片8与顶盖4之间形成内部空间6，所述的反应空间7中还掺杂金属夹杂物。本专利技术的制备高压氢气的装置是这样工作：该装置这样工作：整个容器充满质量浓度为20％的氢氧化钾溶液，渗入到安装在外壳里的所有元件中。通过给电极上加上电压，在多孔垫片8紧挨着多孔阴极5表面一侧处进行电解液的分解，在垫片8的孔中释放氢气，气体通过阴极5的孔进入到内部空间6，并汇集，通过连接管9进入到需求单位。在阳极的活性物质发生反应①：2OH--e→1/2O2+H2O①在反应中释放氧，与包含活性物质的多孔铁反应，反应为②：2Fe+2O＝2FeO②总反应可以写为③：Fe+H2O＝FeO+H2.氢气的产量为100升/小时，压强为52兆帕。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高压氢气的装置，其特征在于，包括外壳(1)、顶盖(4)及阴极(5)，所述外壳(1)上设置有法兰(2)，外壳(1)通过法兰(2)与顶盖(4)连接，顶盖(4)上设置有排气管(9)，外壳(1)内壁一圈设置有阴极(5)，挨着阴极(5)设置有一圈垫片(8)，外壳(1)和垫片(8)之间形成反应空间(7)，反应空间(7)中充满金属混合物，反应空间(7)和外壳(1)组成阳极，垫片(8)与顶盖(4)之间形成内部空间(6)。

【技术特征摘要】
1.一种制备高压氢气的装置，其特征在于，包括外壳(1)、顶盖(4)及阴极(5)，所述外壳(1)上设置有法兰(2)，外壳(1)通过法兰(2)与顶盖(4)连接，顶盖(4)上设置有排气管(9)，外壳(1)内壁一圈设置有阴极(5)，挨着阴极(5)设置有一圈垫片(8)，外壳(1)和垫片(8)之间形成反应空间(7)，反应空间(7)中充满金属混合物，反应空间(7)和外壳(1)组成阳极，垫片(8)与顶盖(4)之间形成内部空间(6)。2.如权利要求1所述的一种制备高压氢气的装置，其特征在于，所述的外壳(1)的形状为U形管状结构，材质...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·普腾科，李俊志，韩炜，周亮，韩晓松，
申请(专利权)人：吉林科领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22