一种表面分形强化的水电解制氢装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种表面分形强化的水电解制氢装置及方法，属于电解制氢技术领域。该装置包括阳极板和阴极板，由阳极板至阴极板的方向，阳极板和阴极板之间依次设置有第一气体扩散层、第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层以及第二气体扩散层；第一气体扩散层的表面和第二气体扩散层的表面设有凸凹结构，和/或，第一催化剂层的表面和第二催化剂层的表面设有凸凹结构。通过设置凸凹结构，分形处理为亲水疏气性，有助于气泡从孔口脱离，降低催化剂层和气体扩散层表面的气体覆盖率，促进反应产生的气泡快速到达极板流道，提高电解效率。相应方法即使用上述水电解制氢装置进行电解即可。方法即使用上述水电解制氢装置进行电解即可。方法即使用上述水电解制氢装置进行电解即可。

【技术实现步骤摘要】
一种表面分形强化的水电解制氢装置及方法


[0001]本专利技术涉及电解制氢
，具体而言，涉及一种表面分形强化的水电解制氢装置及方法。

技术介绍

[0002]由于原油的劣质化趋势、原油资源的匮乏和环境保护要求油品品质的升级等原因使得炼厂对氢气的需求量不断增加。且随着技术的不断进步，氢能可为更多交通工具提供动力来源，氢能需求也会进一步加速。
[0003]制氢的方法主要有煤气化法、蒸汽转化法及电解水法等，其中，电解水法是最易大规模应用的制氢方法，且所用设备简单，制备过程无污染，制备的氢气纯度较高。自从1800年尼尔森等人成功地将水电解制成氢气和氧气以来，水电解制氢技术得到了飞速的发展。目前，电解水制氢的产量已达到世界氢气总产量的4％，然而其生产耗能巨大，实现大规模电解水制氢的关键是降低电解能耗，因此开发出更适合的电极材料一直是科学家们的奋斗目标，也是一个研究的热点。
[0004]当前电解水制氢技术根据电解质的不同主要分为三类，即碱性电解水制氢技术、固体氧化物电解水制氢技术和质子交换膜(PEM)电解水制氢技术。固体氧化物电解水技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面分形强化的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置包括阳极板和阴极板，由所述阳极板至阴极板的方向，所述阳极板和所述阴极板之间依次设置有第一气体扩散层、第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层以及第二气体扩散层；所述第一气体扩散层的表面和所述第二气体扩散层的表面设有凸凹结构，和/或，所述第一催化剂层的表面和所述第二催化剂层的表面设有凸凹结构。2.根据权利要求1所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述凸凹结构包括一级分形结构，所述一级分形结构包括多个间隔设置的一级突起；优选地，所述一级突起的表面设有二级分形结构，所述二级分形结构包括多个间隔设置的二级突起。3.根据权利要求2所述的水电解制氢装置，其特征在于，相邻2个所述一级突起之间的间距或相邻2个所述二级突起的间距为电解过程中形成的气泡直径的1
‑
10倍；优选地，相邻2个所述一级突起之间的间距或相邻2个所述二级突起的间距为电解过程中形成的气泡直径的2
‑
5倍；优选地，所述气泡的直径为0.3
‑
3mm，更优为0.5
‑
2mm；优选地，所述一级突起或所述二级突起的表面的气液接触角为30
‑
80
°
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述第一气体扩散层的制作材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，李毅，蔡连波，盛维武，李小婷，魏嘉，陈险峰，刘茂增，赵晓青，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：