一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置与方法，包括设置在电解池内的析氢单元、析氧单元和电解环境液；所述析氢单元包含析氢催化电极以及钠普鲁士蓝媒介电极；所述析氧单元包含析氧催化电极以及钠普鲁士蓝媒介电极；所述电解环境液包含钠盐溶液，钠盐溶液浓度为0.5M

【技术实现步骤摘要】
一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置与方法


[0001]本专利技术涉及电解水制氢
，具体涉及一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置与方法。

技术介绍

[0002]随着人口的增长和经济的发展，全球对能源的巨大需求和对地球环境的压力日益增大。原油、天然气和煤炭是目前主要的能源资源，但这些化石燃料资源有限且其巨大的消耗会产生温室气体的排放。氢气(H2)作为一种清洁能源，因其高的能量密度和零污染性受到了广泛的关注。而在氢气制备工艺中，电解水制氢具有高清洁和模块化的性质，是一种很有前途的策略，允许方便的实施和广泛的应用。
[0003]传统的电解水技术通常需要使用昂贵的离子交换膜来防止气体混合，在增加系统成本的同时，也增加了电解阻力和能量消耗。其次，电解水过程中差的析氧反应动力学限制了电解水反应的整体速率。此外，在电解过程中H2和O2之间的压差(理论H2/O2＝2:1)会降低离子交换膜的寿命，加剧了膜的衰落(或破坏)。最重要的是，H2、O2在同一时间和同一空间的产生及混合，在大规模电解水应用中存在潜在的安全问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置，其特征在于，包括设置在电解池内的析氢单元、析氧单元和电解环境液；所述析氢单元包含析氢催化电极以及钠普鲁士蓝媒介电极；所述析氧单元包含析氧催化电极以及钠普鲁士蓝媒介电极；所述电解环境液包含钠盐溶液，钠盐溶液浓度为0.5M
‑
2M，pH值为0
‑
7.5；所述钠普鲁士蓝媒介电极上包含钠普鲁士蓝，钠普鲁士蓝为Na2‑
x
M[R(CN)6]1‑
y
，其中M和R为Fe，Co，Ni，Mn，Cu，Zn中的一种或多种，状态为固态；x＝0～2；y<1。2.根据权利要求1所述的一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置，其特征在于，所述析氢催化电极，包括选自Pt、Pd、Au及Ag的贵金属单质、合金或与碳的复合物，Ni的化合物，Co的化合物，Fe的化合物，Mo的化合物，W的化合物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置，其特征在于，所述析氧催化电极包含Ir、Ru单质、合金或化合物中至少一种。4.根据权利要求1所述的一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置，其特征在于，所述电解环境液为中性的Na2SO4溶液或酸性的Na2SO4+0.5MH2SO4溶液。5.根据权利要求1所述的一种基于钠普鲁士蓝媒介的宽pH分步电解水制氢装置，其特征在于，所述钠普鲁士蓝的制备方法为：将配体金属M的盐与Na2‑
x
[R(CN)6]1‑
y
盐分别溶于水中形成均匀溶液，接着将配体金属M的盐溶液逐滴加入到Na2‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉彬，吕飞，李锐，郑学文，赵蕊，吴家哲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：