太阳能制氢制氧法制造技术

太阳能制氢制氧法，利用太阳能电池板获取的电将水电解制取氢气和氧气，因为能源取自太阳能，故成本极低廉，水是自来水或地球上的淡水，水中添加0.05％至0.5％左右的硫酸，用以增加水的导电性。目前，太阳能电池板的产业发展快速，产量提高，价格降低，抓住如此的机遇，采用太阳能电池板获得的电，将水电解制造氢气及氧气是最好的时机。太阳能电池板的使用寿命可达25年以上，所以本法的主要成本是太阳能电池板在此25年期内的折旧费(太阳能电池板在使用25年之后，并非价值降为零，依然拥有总价值约10％至20％左右的价值)，制取的氢气可以通过专用管道供应民用作为燃料，及提供生产LHZ(液氢)的“原料氢”，所以采取太阳能制氢制氧，具有实用的价值。

【技术实现步骤摘要】
太阳能制氢制氧法
本专利技术涉及氢和氧的生产技术，太阳能制氢跟制氧的

技术介绍
氢气和氧气的制造，在一百年以前人们就知道了，将直流电电解水时，正极产生了氧气，负极产生了氢气，这是在实验室内做的实验，倘若将此作为氢气和氧气的规模化生产为商用，因成本高昂而亏本，所以不能应用于规模化的氢气及氧气的制造领域。制造氢气的方法很多；将锌粒投入稀硫酸或稀盐酸中能制氢气，将铝片投入氢氧化钠的水溶液中也能制造氢气，用这些方法制造氢气，仅作玩具氢气球的使用。如果需要大量的氢气用此法生产，因成本高昂，故不能实用。随着光伏发电技术的快速发展，太阳能发电已应用于各个领域，如航天、各种卫星及民用各个领域，尤其是太阳能电池板产业的快速发展，由于太阳能电池板的效率、质量各方面的提高，及出售价格的降低，扩大了太阳能电池板的应用范围，太阳能制氢和制氧就是在此
技术介绍
的基础上发展的新亊物。氢气燃烧后不排放二氧化碳，所以氢气是一种最宝贵的燃料，它燃烧后的生成物是水蒸气，而石化燃料燃烧后排放的是二氧化碳能夠汚染了空气。我国石化燃料的耗用为全球之冠，需要进口补充，要支付外汇。石化燃料的主要产地是中东的海湾国家，一旦国际形势动荡发生大战，倘若某国出了个“第二代薩达姆”放火烧毁大量的油井，大部国家库存的石油只能供应军用，无法供应民用的汽车，所以今后的民用汽车，必须需要用液氢燃料或者蓄电池作为能源。预测从本世纪开始，液氢将逐步取代石化燃料成为汽车的新能源，跟使用蓄电池的电动汽车并驾齐驱。本专利“太阳能制氢制氧法”未实现之前，除了特殊的用途需要液氢之外，工业化制氢倘若采用市电为能源，因成本高昂，所以不能为民用汽车的所需而生产液氢。用水电解制取氢气是许多科研人员非常关心的大事，在此以前，曾有人用钛网为正极，镍网为负极，将水电解制取氢气，1立方米体积的氢气要耗电7度左右，以每度0.568元计算，1立方米氢气的耗电成本近4元。浙江省规定在每天22时起至次日8时前的谷电时间內实行半价优惠，每度为0.288元，即使用半价每度0.288元的谷电将水电解制氢，1立方米氢气的耗电也需2元的成本。目前，供应学校、医院使用的管道煤气的价格为1.1元/1立方米。供应工业生产使用的管道煤气的价格为1.15元/1立方米。供应商用的管道煤气的价格为1.3元/1立方米。所以，与前述的三例相比，其价格差距太大，倘若采用市电将水电解制取氢气和氧气，必然亏本，所以绝对没有傻人干此亏本之事业。用氢作燃料的绿色汽车在上世纪末的1987年就已经实现，一种88座标准VanHool汽车，又名绿色公共汽车，由德国梅瑟.格里斯海姆有限公司和比利时VCST--氢公司共同开发、在比利时制造、首先在比利时的街上行驶的，是世界上首先以氢作能源的公共汽车。它的最大行驶距离为70公里，耗氢量相当于每公里0.32升柴油。如何能使制氢及制氧的成本降至最低，唯有采用太阳能电池板获得最亷价的电，将水电解制取氢气及氧气，其成本非常低亷。水是取之不尽、用之不竭的原料，不需要购买，又不受地域的限制。太阳能电池板在现代技术下，随着光电转换效率的提高、使用寿命的增长等等科学技术的优化，及生产成本的降低，今后的售价将会再降低，为太阳能制氢创造极为有利的先决核心条件。
技术实现思路
本专利“太阳能制氢制氧法”，是将水电解制取氢气及氧气，包括下例三个措施。第一，电解槽内正电极板跟负电极板材料的选择；不用昂贵的钛网为正极板，及昂贵的镍网为负极板，其正极板跟负极板都是采用价格最便宜的纯铅板取代，因为铅是地球上所有的金属当中除了铁以外最便宜的金属，不但资源非常丰富，还可以回收再生利用，而且加工非常容易。第二，水是用自来水或地球上的淡水，将微量的硫酸加入水中增加水的导电性，其数量可以浮动，没有严格的限制，水中含酸量可以从0.05％至0.5％的范围內浮动。电解的电源不用昻贵的市电，而用太阳能电池板获得的亷价的电，经过实验，每度电的电费大约人民币0.05元至0.1元左右，不可能超过0.1元。第三，在电解水的过程中，正极板的铅除了产生氧气以外，还能将铅板的表面氧化为二氧化铅，而且二氧化铅愈积愈厚成为二氧化铅海绵体。附有二氧化铅海绵体的铅板竟然成为“纯铅板酸性蓄电池”(专利号201910885312.8)的极板，它是电解水过程中的副产品，倘若不作此用，也可以将附着黑褐色的二氧化铅粉剂刷下来后烘干，加工为二氧化铅粉剂的商品出售，经济价值也高。太阳能电池板的厂家在全国星罗棋布，如深圳中德太阳能科技有限公司生产的300W36V太阳能电池板，输出电压较高，可減低线路电能的损耗。由于太阳能电池板输出的电是纯的直流电，可以直接接通电解槽的正、负极板上，使两极板的表面产生氢气和氧气。一言以蔽之，本法只抓住一点；就是利用太阳能电池板获得亷价的电，将水电解制取氢气和氧气。附图说明附图1是电解前电解槽的剖视示意图，附图2是电解后电解槽水位下降后的剖视示意图。图中；1是每单元的电解槽整体，2是电解液，3是负极铅板，4是正极铅板，5是负极集结氢气的容器，6是正极集结氧气的容器，7是输出氢气的阀门，8是输出氧气的阀门，9、11是负极容器支撑支架，10、12是正极容器支撑支架，氢气通过阀门向专用的管道输送。本附图是笔者在研制过程中使用的简陋佐件，本图仅作为参考。：倘若投资人民币10万元购置太阳能电池板，以现价功率1KW的价格2000元计算(山东泉立达电子科技有\限公司198元/100W)，可购功率50KW左右的太阳能电池板，以此获得最廉价的电，将水电解制氢制氧是可取的选择。一般来说，1KW的太阳能电池板日晒一天能发10度左右的电，也就是50KW的太阳能电池板一天能发500度的电，除去阴雨天，应该以50％的250度计算。另外，太阳能电池板在使用25年后的价值并不是下降为零，依然有1万元左右的经济价植，这里忽略不计，以价值为零计算，则每年的折旧费为100000元/25＝4000元/年，日折旧费为4000元/360＝11元/日。每度电的电费只有11元/250＝0.044元的最亷价格，也就是说，采用太阳能电池板发电，每日以11元的代价，可以获取250度电。为太阳能制氢制氧提供先决的核心条件。具体实施方式实施例1；本法生产的氢气及氧气，由于成本极低，尤其是氢气的使用范围广，有下例两项途径进行大规模的工、商业化；第一，建设专用管道输送氢气，作为民用的燃料，因为其价格比煤气的价格低亷，而且无毒，燃烧后又使燃气灶不积垢，又不排放二氧化碳等优点。第二，我国的液氢工厂，如果采用如此亷价的“原料氢”为原料，液化为“LHZ”(液氢)，作为汽车的新能源。造福中国人民非浅。在美国，液氢的生产为全球第一，有十五座以上的液氢工厂，垄断了全球85％的液氢生产和应用。我国是世界上偌大的泱泱大国，在2020年1月，已建成加氢站61座，专为新能源汽车供氢，位居全球第二，仅次于美国，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.太阳能制氢制氧法，其特征是：本法是利用太阳能电池板获得的电将水电解制取氢气和氧气。/n

【技术特征摘要】
1.太阳能制氢制氧法，其特征是：本法是利用太阳能电池板获得的电将水电解制取氢气和氧气。


2.按权利要求1所述的太阳能制氢制氧法，其特征是；氢气及氧气用排水集气法集取。集取的容器，必须有阀门，可以随时关闭及开放，用以控制氢气及氧气输出的流量。


3.按权利要求1所述的太阳能制氢制氧法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤恭年，
申请(专利权)人：汤恭年，
类型：发明
国别省市：浙江;33