一种海水直接制氢装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种海水直接制氢装置，所述海水直接制氢装置包括海水通道、去离子通道、缓冲液通道、电解槽通道以及氢气通道；所述去离子通道和所述缓冲液通道之间设有纳米通道，所述纳米通道的第一端连通所述去离子通道，并将所述去离子通道分隔为浓盐水子通道和淡水子通道；所述纳米通道的第二端连通所述缓冲液通道；其中，所述浓盐水子通道与所述海水通道相连通；所述淡水子通道连通所述电解槽通道。在本申请中，海水去离子和电解制氢过程均在同一个装置集成实现，有效降低海水去离子能耗，解决了传统海水制氢技术需要单独的淡化设备、淡化能耗高以及工艺流程复杂等问题，实现了低能耗、低成本的海水制氢。低成本的海水制氢。低成本的海水制氢。

A direct hydrogen production device from seawater

【技术实现步骤摘要】
一种海水直接制氢装置


[0001]本技术涉及海水制氢领域，尤其涉及的是一种海水直接制氢装置。

技术介绍

[0002]氢气是未来重要的清洁能源，具有无污染且能量密度高的特点。目前成熟的商业化制氢技术主要包含电解水制氢、煤气化制氢、天然气水蒸气重整制氢，其中电解水制氢过程清洁无排放、产氢纯度高，是较为理想的制氢技术之一。海水，地球上最丰富的资源之一，可以作为电解制氢的水源，若能实现高效的海水制氢，实现海水资源化利用，具有极大的应用前景。此外，海上丰富的可再生能源，如风能、太阳能，可作为电解海水制氢的电能来源，实现可再生能源的电化学储存，具有极大的吸引力。
[0003]但海水中复杂离子的存在会使电解制氢设备的电极受到腐蚀，无法直接用于电解。传统的海水制氢技术多采用先海水淡化,如蒸馏法、反渗透和电渗析等就地生产纯水，再采用电解制氢设备制造氢气，设备复杂，增加制氢能耗，因此，现有技术还有待改善。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种海水直接制氢装置，旨在解决现有技术中海水制氢系统需要单独的淡化设备、制氢能耗高的技术问题。
[0005]本申请提供了一种海水直接制氢装置，所述海水直接制氢装置包括：
[0006]海水通道、去离子通道、缓冲液通道、电解槽通道以及氢气通道；
[0007]所述去离子通道和所述缓冲液通道之间设有纳米通道，所述纳米通道的第一端连通所述去离子通道，并将所述去离子通道分隔为浓盐水子通道和淡水子通道；所述纳米通道的第二端连通所述缓冲液通道；所述去离子通道和所述缓冲液通道之间设有电场；
[0008]其中，所述浓盐水子通道与所述海水通道相连通；所述淡水子通道连通所述电解槽通道，所述电解槽通道设有电解阴极和电解阳极，且所述电解槽通道连通所述氢气通道，所述氢气通道用于收集所述电解槽通道生成的氢气。
[0009]进一步的，所述电解槽通道包括：
[0010]相互连通且隔开的阴极电解槽通道和阳极电解槽通道，所述电解阴极设于所述阴极电解槽通道，所述电解阳极设于所述阳极电解槽通道；
[0011]其中，所述氢气通道和所述淡水子通道均与所述阴极电解槽通道相连通。
[0012]进一步的，所述海水直接制氢装置包括：从下往上依次层叠设置的第一层板、第二层板、第三层板、第四层板、第五层板和第六层板；
[0013]所述海水通道设于所述第一层板的正面，所述海水通道与外部相连通；
[0014]所述去离子通道设有多个，每个所述去离子通道均设于所述第三层板的背面；
[0015]所述缓冲液通道设于所述第四层板的背面，所述缓冲液通道与外部相连通；
[0016]所述阳极电解槽通道设于所述第四层板的正面，所述阴极电解槽通道设于所述第
五层板的正面；所述氢气通道贯穿所述第六层板并与所述阴极电解槽通道相连通；
[0017]其中，所述第二层板设有多个第一通孔，每个所述浓盐水子通道通过对应位置的所述第一通孔连通所述海水通道；每个所述淡水子通道与所述阴极电解槽通道相连通；
[0018]所述纳米通道设有多个，每个所述纳米通道均垂直的设于所述缓冲液通道与对应位置的所述去离子通道之间。
[0019]进一步的，所述海水直接制氢装置还包括：
[0020]碱液通道，所述碱液通道贯穿所述第六层板，并与所述阴极电解槽通道相连通；
[0021]氧气通道，所述氧气通道贯穿所述第五层板、第六层板并与所述阳极电解槽通道相连通。
[0022]进一步的，所述阴极电解槽通道包括：
[0023]阴极电解槽本体，所述电解阴极设于所述阴极电解槽本体，所述氢气通道贯穿所述第六层板并与所述阴极电解槽本体相连通；
[0024]第一电解通道，所述第一电解通道连通所述阴极电解槽本体，且所述淡水子通道与所述第一电解通道相连通；所述碱液通道贯穿所述第六层板，并与所述第一电解通道相连通；
[0025]所述阳极电解槽通道包括：
[0026]阳极电解槽本体，所述电解阳极设于所述阳极电解槽本体，所述氧气通道贯穿所述第五层板、第六层板并与所述阳极电解槽本体相连通；
[0027]第二电解通道，所述第二电解通道连通所述阳极电解槽本体，且所述第二电解通道与外部连通；
[0028]其中，所述阴极电解槽本体设有第二通孔，所述阴极电解槽本体和所述阳极电解槽本体通过所述第二通孔相连通。
[0029]进一步的，所述第一电解通道与所述淡水子通道通过淡水通道相连通，所述淡水通道包括：依次连通的第一垂直通道、第一中心通道以及第三垂直通道；其中，所述第一垂直通道设有多个，每个所述第一垂直通道均贯穿所述第二层板，并与对应位置的所述淡水子通道相连通；所述第一中心通道位于所述第一层板的正面，所述第三垂直通道贯穿所述第二层板、所述第三层板、所述第四层板以及所述第五层板并连通所述第一电解通道。
[0030]进一步的，所述海水直接制氢装置还设有：
[0031]浓盐水通道，所述浓盐水通道与所述浓盐水子通道相连通，且所述浓盐水通道与外部连通；
[0032]其中，所述浓盐水通道包括：依次连通的第二垂直通道、第二中心通道以及浓盐水出口；所述第二垂直通道设有多个，每个所述第二垂直通道均贯穿所述第二层板，并与对应位置的所述浓盐水子通道相连通，所述第二中心通道和所述浓盐水出口均位于所述第一层板的正面，且所述浓盐水出口与外部相连通。
[0033]进一步的，所述去离子通道为Y型槽；
[0034]所述海水通道为U型槽，所述第一中心通道和所述第二中心通道均位于所述U型槽的内侧；
[0035]所述第一中心通道包括第一中心通道本体以及与所述第一中心通道本体相连通的多个第一集中通道，每个所述第一集中通道与对应位置的所述第一垂直通道相贯通；
[0036]所述第二中心通道包括第二中心通道本体以及与所述第二中心通道本体相连通的多个第二集中通道，每个所述第二集中通道与对应位置的所述第二垂直通道相贯通。
[0037]进一步的，所述电解阳极为多孔微电解阳极，所述电解阴极为多孔微电解阴极。
[0038]进一步的，所述海水直接制氢装置还设有：
[0039]外接电解槽阳极通道和外接电解槽阴极通道，所述外接电解槽阳极通道贯穿所述第六层板、第五层板并连通所述阳极电解槽本体，所述外接电解槽阴极通道贯穿所述第六层板并连通所述阴极电解槽本体；
[0040]所述第六层板设有去离子正极和去离子负极，所述第六层板的背面还设有多个下伸阳电极和多个下伸阴电极，每个所述下伸阳电极连接所述去离子正极；每个所述下伸阴电极连接所述去离子负极；
[0041]其中，每个所述下伸阳电极贯穿所述第五层板、第四层板和第三层板，并设于对应位置的所述去离子通道；每个所述下伸阴电极贯穿所述第五层板和第四层板，并设于对应位置的所述缓冲液通道。
[0042]有益效果：本技术提供了一种海水直接制氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海水直接制氢装置，其特征在于，所述海水直接制氢装置包括：海水通道、去离子通道、缓冲液通道、电解槽通道以及氢气通道；所述去离子通道和所述缓冲液通道之间设有纳米通道，所述纳米通道的第一端连通所述去离子通道，并将所述去离子通道分隔为浓盐水子通道和淡水子通道；所述纳米通道的第二端连通所述缓冲液通道；所述去离子通道和所述缓冲液通道之间设有电场；其中，所述浓盐水子通道与所述海水通道相连通；所述淡水子通道连通所述电解槽通道，所述电解槽通道设有电解阴极和电解阳极，且所述电解槽通道连通所述氢气通道，所述氢气通道用于收集所述电解槽通道生成的氢气。2.根据权利要求1所述的海水直接制氢装置，其特征在于，所述电解槽通道包括：相互连通且隔开的阴极电解槽通道和阳极电解槽通道，所述电解阴极设于所述阴极电解槽通道，所述电解阳极设于所述阳极电解槽通道；其中，所述氢气通道和所述淡水子通道均与所述阴极电解槽通道相连通。3.根据权利要求2所述的海水直接制氢装置，其特征在于，所述海水直接制氢装置包括：从下往上依次层叠设置的第一层板、第二层板、第三层板、第四层板、第五层板和第六层板；所述海水通道设于所述第一层板的正面，所述海水通道与外部相连通；所述去离子通道设有多个，每个所述去离子通道均设于所述第三层板的背面；所述缓冲液通道设于所述第四层板的背面，所述缓冲液通道与外部相连通；所述阳极电解槽通道设于所述第四层板的正面，所述阴极电解槽通道设于所述第五层板的正面；所述氢气通道贯穿所述第六层板并与所述阴极电解槽通道相连通；其中，所述第二层板设有多个第一通孔，每个所述浓盐水子通道通过对应位置的所述第一通孔连通所述海水通道；每个所述淡水子通道与所述阴极电解槽通道相连通；所述纳米通道设有多个，每个所述纳米通道均垂直的设于所述缓冲液通道与对应位置的所述去离子通道之间。4.根据权利要求3所述的海水直接制氢装置，其特征在于，所述海水直接制氢装置还包括：碱液通道，所述碱液通道贯穿所述第六层板，并与所述阴极电解槽通道相连通；氧气通道，所述氧气通道贯穿所述第五层板、第六层板并与所述阳极电解槽通道相连通。5.根据权利要求4所述的海水直接制氢装置，其特征在于，所述阴极电解槽通道包括：阴极电解槽本体，所述电解阴极设于所述阴极电解槽本体，所述氢气通道贯穿所述第六层板并与所述阴极电解槽本体相连通；第一电解通道，所述第一电解通道连通所述阴极电解槽本体，且所述淡水子通道与所述第一电解通道相连通；所述碱液通道与所述第一电解通道相连通；所述阳极电解槽通道包括：阳极电解槽本体，所述电解阳极设于所述阳极电解槽本体，所述氧气通道贯穿所述第五层板、第六层板并与所述阳极电解槽本体相连通；第二电解通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，林魁武，陈彬，章远，齐成，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：