氢气和氧气制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种氢气和氧气制备系统，包括：可再生能源回收装置；电容器件，所述电容器件的电力输入端与所述可再生能源回收装置的电力输出端连接；电解槽装置，所述电容器件的电力输出端与所述电解槽装置连接。上述氢气和氧气制备系统，通过可再生能源回收装置产生电能，通过电容器件稳定平滑可再生能源回收装置的电压，之后耦合接入电解槽装置中，将电解液(如纯净水或海水等)制取氢气及氧气。由于可再生能源回收装置产生电能通过电容器件稳定电压后输入电解槽装置中，有效避免了电压的波动性及间歇性，降低电解槽装置催化剂层的脱落情况，提高电解效率；避免气体产量突然变化而导致电解槽装置内部压力的变化，减少安全隐患。减少安全隐患。减少安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
氢气和氧气制备系统


[0001]本专利技术涉及制备氢气和氧气的设备
，特别涉及一种氢气和氧气制备系统。

技术介绍

[0002]目前，海水电解制备氢气和氧气的设备及工艺中，通过降低壳体内部压力，使海水通过减压蒸发的方式以蒸气形式进入工作在120～150℃温度区间内的电解槽(如PBI(polybenzimidazoles，聚苯并咪唑)电解槽)内。海上风力发电机产生的直流电为电解槽提供电力，工作电压设计在1.3至1.5V下，电解电流将海水蒸汽电解，生成氢气和氧气；采用在内部布置开口向电解槽阳极、两侧设置有挡水肋的扁管式氢气管，进行产品气体的收集；同时扁管式的设计可增加与上部喷淋海水的接触换热面积，增加海水汽化速率；电解运行时定压排除电解水过程中的氧气产物，未被蒸发的海水由于重力作用从壳体底端流出。
[0003]目前，出于经济环保的考虑，利用海上风力及光伏发电等可再生能源的回收对电解槽提供电力。但是，海上风力及光伏发电具有波动性及间歇性的特性，电解槽工作负载范围一般为40％～100％，低于此范围会导致阴阳极氢氧气体混合严重，影响出口纯度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气和氧气制备系统，其特征在于，包括：可再生能源回收装置；电容器件(20)，所述电容器件(20)的电力输入端与所述可再生能源回收装置的电力输出端连接；电解槽装置，所述电容器件(20)的电力输出端与所述电解槽装置连接。2.如权利要求1所述的氢气和氧气制备系统，其特征在于，所述电容器件(20)为超级电容并联组。3.如权利要求2所述的氢气和氧气制备系统，其特征在于，所述超级电容并联组中的电容为双电层电容；所述双电层电容具有金属
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有机框架材料及复合纳米材料结构的双电层。4.如权利要求1所述的氢气和氧气制备系统，其特征在于，所述可再生能源回收装置包括光伏发电装置(21)和/或风力发电装置(22)。5.如权利要求1所述的氢气和氧气制备系统，其特征在于，所述电解槽装置包括：电解槽本体，所述电解槽本体内具有将其内部空间分割为阴极腔室(3)及阳极腔室(17)的隔膜(5)；位于所述阴极腔室(3)内的阴极部件(4)；位于所述阳极腔室(17)内的阳极部件(16)；与所述电容器件(20)的正极连接的阳极电解电极(18)，所述阳极电解电极(18)与所述阳极部件(16)导电连接；与所述电容器件(20)的负极连接的阴极电解电极(2)，所述阴极电解电极(2)与所述阴极部件(4)导电连接；设置于所述电解槽本体上方的蒸发腔室(9)，所述蒸发腔室(9)具有供海水进入的海水入口(10)及供海水流出的海水出口(7)；与所述蒸发腔室(9)内的海水换热的阳极换热器(14)，所述阳极换热器(14)具有氧气出口(12)及与所述阳极腔室(17)连通的阳极氧气连接口(15)；与所述蒸发腔室(9)内的海水换热的阴极换热器(8)，所述阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：史翊翔，李爽，刘梦华，蔡宁生，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：