一种光电催化分解水制氢氧的检测系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及新能源试验装备技术领域，特别涉及一种光电催化分解水制氢氧的检测系统及其使用方法，用以解决获得阳极、阴极、电解液、光催化剂选用的最佳、析氢效率最高的方式，掌握电解反应过程中的数据，以在对各种电解反应的材料、析氢氧速度进行有效的分析的问题。由第一容器、第二容器；中间连管组成的试验的容器组成，通过配合直流电的供电电源，配合催化光源使得形成光催化电解反应；重力检测单元将单独记录第一容器、第二容器的重量，随着反应的不断推进，将产生析氧和析氢，并由引导单元收集气体并分别引导至氧检测室、氢检测室，此时电解液的总量被计量，每次由记录单元稳定记录；如此，往复进行。往复进行。往复进行。

【技术实现步骤摘要】
一种光电催化分解水制氢氧的检测系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及新能源试验装备
，特别涉及一种光电催化分解水制氢氧的检测系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]光催化分解水制氢氧的目的在于提供清洁能源和可二次利用的能源，在现行资源需求的影响下，这种研究逐渐突破取得进展，尤其时氢能源它的清洁、搞笑安全、可储存的特性被视为最理想的新能源。
[0003]现有技术中，无论是酸性溶液作为电解液还是碱性溶液作为电解液，其核心反应为2H2O生成2H2+O2[0004]阳极材料主要以金属合金材料或者贵金属氧化物，如RuO2，RhO2为主，这些都具有较好的析氧催化活性，金属合金材料的价格低廉，在碱性电解液中具有很好的耐蚀性，但是析氧过程中电位不高，效率不佳；贵金属氧化物更加适用于酸性介质，在碱性介质中的耐蚀性较差，并且价格昂贵；即便对于阳极材料的要求高，现行研究中仍然具有技术的突破，并形成了如符合镀层电极等新型阳极的代替品；为此，阳极材料表面装饰、活性图层、复合体等能够提高阳极析氧活性的处理方法、工艺和新材料不断的涌现；
[0005]相比较与阳极材料，阴极材料析氢同样存在多种的选择性，如能量的因素、阴极本身几何的因素，如表面粗糙度，但在主要因素层面上，电极材料本身的化学性质对于析氢效率起到决定性作用。
[0006]基于上述内容，显然有必要提出一种光电催化分解水制氢氧的检测系统，以获得阳极、阴极、电解液、光催化剂选用的最佳、析氢效率最高的方式，掌握电解反应过程中的数据，以在对各种电解反应的材料、析氢氧速度进行有效的分析。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决上述技术问题，首先提供一种光电催化分解水制氢氧的检测系统，本专利技术的技术方案具体如下：
[0008]一种光电催化分解水制氢氧的检测系统，包括：
[0009]体积和高度相同、且由一中间连管连通的第一容器和第二容器，并能够承装电解液；
[0010]第一电极，其安装在所述第一容器内，并作为阳极电极；
[0011]第二电极，其安装在所述第二容器内，并作为阴极电极；
[0012]供电电源，其用以接通所述第一电极和所述第二电极，以使得
[0013]所述第一电极能析氧、且所述第二电极能够析氢；
[0014]催化光源，其用以照射所述第一容器以使得所述第一电极成
[0015]为析氧电极；
[0016]重力检测单元，其用以计量所述第一容器和第二容器的重量，并将在预设时间内
形成的恒定重量通过一记录单元记录为第一数值和第二数值，所述第一数值和所述第二数值对应所述第一容器和第二容器对应所述预设时间内形成的恒定重量并作为基准数据；
[0017]两组压力检测单元，用以分别检测所述第一电极析氧和所述第二电极析氢后对应气体的第一压力和第二压力；
[0018]两组引导单元，分别与所述第一容器和第二容器连接，且两组所述引导单元分别用以基于对应压力检测单元检测到的第一压力与第二压力引导至氧检测室和氢检测室内；
[0019]当所述重力检测单元获得下一在预设时间内形成的恒定重量的第一记录数值和下一第二数值后，所述重力检测单元能够驱动对应所述第一容器和第二容器的引导单元停止引导动作、且所述记录单元将所述下一第一记录数值和所述下一第二数值记录作为新的基准数据；
[0020]其中，所述中间连管内集成有离子交换隔膜；
[0021]其中，所述电解液为氢氧化钠；
[0022]其中，所述阴极为镍基合金；
[0023]其中，所述阳极为能够形成活性氧化层的铌或者镍；
[0024]其中，所述催化光源以二氧化钛作为产生光量子的光催化剂。
[0025]具体地，所述氢氧化钠电解液的浓度为30％，所述阳极为Ni片与光催化剂的组合，所述阴极为Ni
‑
Cr片,所述离子交换隔膜为全氟离子膜；
[0026]所述光催化剂为二氧化钛纳米管阵列膜，并基于氧化锌硬模板制作。
[0027]具体地，所述中间连管的两端分别连通至所述第一容器和所述第二容器的径向，并位于两者之间，且所述第一容器和所述第二容器相比较与所述中间连管呈对称布置；
[0028]所述第一容器和所述第二容器与所述中间连管通过法兰连接；
[0029]所述中间连管至所述第一容器和所述第二容器的地面存在一预设高度,所述预设高度范围为所述第一容器高度的1/3
‑
1/2。
[0030]具体地，所述中间连管内形成有内环安装部；
[0031]所述内环安装部构造出内环间隙，所述隔膜通过内六角螺钉固定在所述内环安装部上。
[0032]具体地，所述重力检测单元包括：
[0033]两组检测支座，所述第一容器和所述第二容器的下
[0034]方分别设置有一个所述检测支座；
[0035]两组重量传感器，每一个所述检测支座均设有一个所述重量传感器；
[0036]两组重量变送器，每一所述重量传感器对应连接一个所述重量传感器，以分别向所述记录单元传送重量数据。
[0037]具体地，所述记录单元包括：
[0038]两组时间记录模块，其记录稳定的重量数据，并基于所述预设时间输出第一数值和第二数值；
[0039]两组数据记录模块，其用以记录所述第一数值和所述第二数值；
[0040]当所述重力检测单元获得下一在预设时间内形成的恒定重量的第一记录数值和下一第二数值后，将所述第一数值和所述第二数值替换，并将所述第一数值和所述第二数值记录在以记录模块；
[0041]两组执行模块，其基于所述第一数值和所述第二数值产生第一执行信号和第二执行信号。
[0042]具体地，所述压力检测单元包括：
[0043]两组输送管，所述第一容器和所述第二容器上分别连接有一组输送管，以使得两组输送管分别能够连通至所述氧检测室和所述氢检测室；
[0044]压力检测器，每一组所述输送管上设置有一个压力检测器；
[0045]压力传感器，每个压力检测器连接有一个所述压力传感器；
[0046]电动执行器，每个压力传感器连接有一个所述电动执行器；
[0047]控制阀，每组所述输送管上设置有一个所述控制阀、且位于对应的所述压力检测器的下游；
[0048]所述电动执行器能够向对应的控制阀发送开启指令，以使得所述控制阀开启。
[0049]具体地，所述控制阀均设置有一个接收端，该接收端用以第一执行信号或第二执行信号，以使得对应的所述控制阀关闭。
[0050]具体地，所述引导单元包括：
[0051]两个引导管，所述控制阀对应连接一个所述引导管的一端，所述引导管的另一端对应连接所述氧检测室或者所述氢检测室；
[0052]管道风机，设置在所述引导管上；
[0053]管道风机执行模块，其对应连接所述电动执行器；
[0054]所述电动执行器能够获得所述控制阀的开启状态或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，包括：体积和高度相同、且由一中间连管(10)连通的第一容器(100)和第二容器(200)，并能够承装电解液；第一电极(1)，其安装在所述第一容器内，并作为阳极电极；第二电极(2)，其安装在所述第二容器内，并作为阴极电极；供电电源(20)，其用以接通所述第一电极(1)和所述第二电极，以使得所述第一电极(1)能析氧、且所述第二电极能够析氢；催化光源(30)，其用以照射所述第一容器(100)以使得所述第一电极成为析氧电极；重力检测单元(40)，其用以计量所述第一容器(100)和第二容器(200)的重量，并将在预设时间内形成的恒定重量通过一记录单元(50)记录为第一数值(A1)和第二数值(A2)，所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)对应所述第一容器(100)和第二容器(200)对应所述预设时间内形成的恒定重量并作为基准数据；两组压力检测单元(60)，用以分别检测所述第一电极(1)析氧和所述第二电极(2)析氢后对应气体的第一压力(P1)和第二压力(P2)；两组引导单元(70)，分别与所述第一容器(100)和第二容器(200)连接，且两组所述引导单元(70)分别用以基于对应压力检测单元(60)检测到的第一压力(P1)与第二压力(P2)引导至氧检测室(3)和氢检测室(4)内；当所述重力检测单元(40)获得下一在预设时间内形成的恒定重量的第一记录数值(An1)和下一第二记录数值(An2)后，所述重力检测单元(40)能够驱动对应所述第一容器(100)和第二容器(200)的引导单元(70)停止引导动作、且所述记录单元(50)将所述下一第一记录数值(An1)和所述下一第二记录数值(An2)记录作为新的基准数据；其中，所述中间连管(10)内集成有离子交换隔膜；其中，所述电解液为氢氧化钠；其中，所述阴极为镍基合金；其中，所述阳极为能够形成活性氧化层的铌或者镍；其中，所述催化光源(30)以二氧化钛作为产生光量子的光催化剂。2.如权利要求1所述的光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，所述氢氧化钠电解液的浓度为30％，所述阳极为Ni片与光催化剂的组合，所述阴极为NI
‑
Cr片所述离子交换隔膜为全氟离子膜；所述光催化剂为二氧化钛纳米管阵列膜，并基于氧化锌硬模板制作。3.如权利要求2所述的光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，所述中间连管(10)的两端分别连通至所述第一容器(100)和所述第二容器(200)的径向，并位于两者之间，且所述第一容器(100)和所述第二容器(200)相比较与所述中间连管(10)呈对称布置；所述第一容器(100)和所述第二容器(200)与所述中间连管(10)通过法兰连接；所述中间连管(10)至所述第一容器(100)和所述第二容器(200)的地面存在一预设高度(H),所述预设高度范围为所述第一容器(100)高度的1/3
‑
1/2。4.如权利要求3所述的光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，所述中间连管(10)内形成有内环安装部(110)；所述内环安装部(110)构造出内环间隙(111)，所述隔膜通过内六角螺钉固定在所述内
环安装部(110)上。5.如权利要求2所述的光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，所述重力检测单元(40)包括：两组检测支座(410)，所述第一容器(100)和所述第二容器(200)的下方分别设置有一个所述检测支座(410)；两组重量传感器(420)，每一个所述检测支座(410)均设有一个所述重量传感器(420)；两组重量变送器(430)，每一所述重量传感器(420)对应连接一个所述重量传感器(430)，以分别向所述记录单元(50)传送重量数据。6.如权利要求5所述的光电催化分解水制氢氧的检测系统，其特征在于，所述记录单元(50)包括：两组时间记录模块(510)，其记录稳定的重量数据，并基于所述预设时间输出所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)；两组数据记录模块(520)，其用以记录所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)；当所述重力检测单元(40)获得下一在预设时间内形成的恒定重量的第一记录数值(An1)和下一第二记录数值(An2)后，将所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)替换，并将所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)记录在以记录模块(530)；两组执行模块(540)，其基于所述第一数值(A1)和所述第二数值(A2)产生第一执行信号和第二执行信号。7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世锋，孟芳兵，李勇，陈远富，
申请(专利权)人：西藏大学，
类型：发明
国别省市：