【技术实现步骤摘要】
一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备及其方法
[0001]本专利技术涉及电解水制氢
，具体涉及一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备及其方法。
技术介绍
[0002]电解水制氢技术主要包括碱性电解水(AWEs)、聚合物质子交换膜电解水(PEMWEs)和高温氧化物电解水(SOEC)等技术。PEMWEs技术的优点是工作电流密度高，电解槽启动快，负载范围宽，灵活性好。缺点是对水质要求极高，内部呈强酸性环境，对催化剂及组件的耐腐蚀性要求高，质子交换膜和电极投资成本较高但稳定性较差(不但降低电流效率，还带来极大的安全隐患)。SOEC制氢技术具有电解效率高，电流密度高，生产速度快等优点，但是技术成熟度低，需要在高温下运行，对关键材料要求高，因此成本最高，还处于研究阶段，近年难以大规模应用。AWEs是已经商业化的电解水制氢技术，性能稳定，成本低，适合大规模应用。电解槽是AWEs的核心装备，主要由槽体、阳极、阴极、隔膜等组成。电解槽对纯水的依赖性较强，导致生产成本较高，采用普通水源可大大降低原料成本，但普通水源中的钙镁等硬度离子杂质...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备，其特征在于：包括太阳能光伏组件、用于控制输出稳定电压的控制电路、电解水装置，所述电解水装置包括壳体(1)、基座(2)、阴阳双功能电极(3)、多孔隔膜板(4)和机械除垢装置(5)，壳体(1)为顶部开口的中空腔体，侧壁上设置有进出水孔(101)，一侧的进出水孔(101)通过循环泵与另一侧的进出水孔(101)连接；基座(2)底部向下延伸有U型反应腔(201)，U型反应腔(201)内从左至右依次装配有阴阳双功能电极(3)、多孔隔膜板(4)和阴阳双功能电极(3)，多孔隔膜板(4)和阴阳双功能电极(3)将U型反应腔(201)分隔成阴极室和阳极室，阴极室和阳极室上方分别开设有排气孔(202)，排气孔(202)位于基座(2)上且与气体收集装置连接；基座(2)密封装配在壳体(1)顶部；机械除垢装置(5)设置在基座(2)顶部且伸入阴极室内，刮除阴极室内阴阳双功能电极(3)表面的结垢物；所述太阳能光伏组件、阴阳双功能电极(3)、循环泵、机械除垢装置(5)分别与控制电路电连接。2.根据权利要求1所述的一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备，其特征在于：所述机械除垢装置(5)包括刮刀(501)、刀架(502)、连接杆(503)、传动杆(504)、滑块(505)、盖板(506)和驱动装置，刀架(502)侧壁上设置有刮刀(501)，刀架(502)顶部通过连接杆(503)与滑块(505)连接，滑块(505)连接在传动杆(504)上，传动杆(504)转动设置在基座(2)上，基座(2)上开设有让位槽(203)，连接杆(503)插接在让位槽(203)内；驱动装置驱动传动杆(504)转动，滑块(505)在传动杆(504)上作直线往复运动，刮刀(501)与阴阳双功能电极(3)表面接触，盖板(506)密封盖合在传动杆(504)上。3.根据权利要求2所述的一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备，其特征在于：所述刀架(502)上开设有固定槽，刮刀(501)通过紧固件连接在固定槽内。4.根据权利要求1所述的一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备，其特征在于：所述阴阳双功能电极(3)由泡沫镍板涂敷钛氧化物后，在其表面上通过磁力吸引镍锌铁氧磁性颗粒制得。5.根据权利要求4所述的一种具有自清洁功能的光伏电解水制氢设备，其特征在于：所述阴阳双功能电极(3)制备方法包括如下步骤：S1.泡沫镍板预处理：按所需大小裁剪泡沫镍板，将泡沫镍板放入0.1～3mol/L的HCl溶液中酸洗5～30分钟，去除表面氧化物；然后依次放在丙酮、酒精、超纯水中进行超声震荡2～15分钟去除残留的酸和表面有机污染物，最后将泡沫镍板放入真空干燥箱中烘干1～2小时；S2.钛氧化物涂敷：按体积份数分别称取5份钛酸丁酯和3份浓HCl于高压...
【专利技术属性】
技术研发人员：马航，宗世荣，邵丹，刘文彪，万邦隆，冯江涛，延卫，傅英，
申请(专利权)人：云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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