一种碱性电解水制氢用的碱液、其制备方法、碱性电解水制氢系统及应用技术方案

本发明专利技术提供了一种碱性电解水制氢用的碱液，包括氢氧化钾、氢氧化钠和去离子水；所述碱液中氢氧化钾的质量分数为20～40％，氢氧化钠的质量分数为1～40％。本发明专利技术在不改变KOH浓度的条件下，在碱液中添加了氢氧化钠增加了溶液中离子浓度，提高了溶液电导率，降低了溶液电阻，从而降低电解制氢工作温度，降低产氢能耗。与现有技术相比，本发明专利技术的一种碱性水电解制氢用的碱液及制备方法具有以下益处：1)提高溶液电导率，降低溶液电阻，降低碱水制氢电解槽运行温度；2)降低碱水制氢电解槽产氢能耗；3)制备方法简单、安全可靠。本发明专利技术还提供了一种碱性电解水制氢用碱液的制备方法、碱性电解水制氢系统及应用。氢系统及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种碱性电解水制氢用的碱液、其制备方法、碱性电解水制氢系统及应用


[0001]本专利技术属于碱性电解水制氢
，尤其涉及一种碱性电解水制氢用的碱液、其制备方法、碱性电解水制氢系统及应用。

技术介绍

[0002]碱性电解水制氢技术路线最为成熟，成本最低，目前更具经济性。碱性电解水技术在直流电的作用下，将水电解成氢气和氧气，在阴极，水分子被分解为氢离子和氢氧根离子，氢离子得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子；氢氧根离子则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横膈膜，到达阳极，在阳极失去电子生成水分子和氧分子。
[0003]根据法拉第定律，碱性电解水的产氢量与电流成正比，因此为了提高电流通常采用KOH溶液作为电解质以增加离子浓度。溶液中KOH浓度对提高电解电流的影响较大，大量研究表明KOH溶液浓度与溶液电导率呈现先增加后降低的趋势，质量浓度为30％的KOH溶液，其电导率最高，继续提高KOH浓度，电导率反而下降，不利于电解制氢。
[0004]目前碱性电解水制氢领域普遍采用的是质量浓度为30％的KOH溶液，因溶液电阻产生的电耗占电解槽总电耗的20％以上，这部分电耗以焦耳热的形式使电解槽碱液温度上升。在碱性电解水制氢工程应用中，碱液的热量是无用功，设法降低溶液电阻和降低溶液的焦耳热对碱性电解水制氢技术而言是十分必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种碱性电解水制氢用的碱液、其制备方法、碱性电解水制氢系统及应用，本专利技术中的碱液能够提高溶液电导率，降低溶液电阻，降低溶液因电阻而产生的焦耳热，降低碱性水电解槽产氢能耗，同时降低电解槽运行温度，节省电耗。
[0006]本专利技术提供一种碱性电解水制氢用的碱液，包括氢氧化钾、氢氧化钠和去离子水；
[0007]所述碱液中氢氧化钾的质量分数为20～40％，氢氧化钠的质量分数为1～40％。
[0008]优选的，所述氢氧化钾的质量分数为25～35％。
[0009]优选的，所述氢氧化钾的质量分数为30％。
[0010]优选的，所述氢氧化钠的质量分数为5～35％。
[0011]优选的，所述氢氧化钠的质量分数为5～20％。
[0012]本专利技术提供如上文所述的碱性电解水制氢用的碱液的制备方法，包括以下步骤：
[0013]A)将氢氧化钾与去离子水混合，搅拌得到氢氧化钾溶液；
[0014]B)在氢氧化钾溶液中加入氢氧化钠，搅拌溶解，得到碱性电解水制氢用的碱液。
[0015]优选的，所述步骤A)中搅拌的时间为0.5～2小时，氢氧化钾溶液的温度为25～45℃。
[0016]优选的，所述步骤B)中搅拌的时间为1～5小时，碱液的温度为25～50℃。
[0017]本专利技术提供一种碱性电解水制氢系统，包括权利要求1所述的碱性电解水制氢用
的碱液。
[0018]本专利技术提供如上文所述的碱性电解水制氢用的碱液在提高碱液电阻率中的应用。
[0019]本专利技术提供了一种碱性电解水制氢用的碱液，包括氢氧化钾、氢氧化钠和去离子水；所述碱液中氢氧化钾的质量分数为20～40％，氢氧化钠的质量分数为1～40％。本专利技术在不改变KOH浓度的条件下，在碱液中添加了氢氧化钠增加了溶液中离子浓度，提高了溶液电导率，降低了溶液电阻，从而降低电解制氢工作温度，降低产氢能耗。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的一种碱性水电解制氢用的碱液及制备方法具有以下益处：
[0021]1)提高溶液电导率，降低溶液电阻，降低碱水制氢电解槽运行温度；
[0022]2)降低碱水制氢电解槽产氢能耗；
[0023]3)制备方法简单、安全可靠。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例1中不同NaOH含量的碱液的电导率。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种碱性电解水制氢用的碱液，包括氢氧化钾、氢氧化钠和去离子水；
[0027]所述碱液中氢氧化钾的质量分数为20～40％，氢氧化钠的质量分数为1～40％。
[0028]在本专利技术中，所述氢氧化钾为固体氢氧化钾粉末或者片状氢氧化钾，纯度优选＞90％，所述氢氧化钾的质量分数优选为20～40％，更优选为25～35％，如20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0029]所述氢氧化钠为碱性添加剂，为固体粉末或者片状，纯度优选＞95％，质量分数优选为1～40％，更优选为5～35％，如1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0030]在本专利技术中，所述去离子水的电导率优选≤1μs/cm。
[0031]本专利技术还提供了一种上文所述的碱性电解水制氢用的碱液的制备方法，包括以下步骤：
[0032]A)将氢氧化钾与去离子水混合，搅拌得到氢氧化钾溶液；
[0033]B)在氢氧化钾溶液中加入氢氧化钠，搅拌溶解，得到碱性电解水制氢用的碱液。
[0034]本专利技术优选将氢氧化钾固体加入去离子水中，进行搅拌，得到氢氧化钾溶液，然后将氢氧化钠加入氢氧化钾溶液中进行搅拌，得到碱性电解水制氢用的碱液。
[0035]在本专利技术中，所述氢氧化钾和氢氧化钠的用量与上文所述的氢氧化钾和氢氧化钠的用量一致，本专利技术在此不再赘述。
[0036]在本专利技术中，加入所述氢氧化钾后的搅拌的时间优选为0.5～2小时，更优选为1～1.5小时，温度优选为25～45℃，更优选为30～45℃；加入所述氢氧化钠后的搅拌的时间优选为1～5小时，更优选为2～4小时，温度为25～50℃，更优选为30～50℃。
[0037]本专利技术还提供了一种碱性电解水制氢系统，包括上文所述的碱性电解水制氢用的碱液。
[0038]本专利技术中的碱液适用目前常见的碱性电解制氢系统，因此本专利技术对所述碱性电解制氢系统中的成分不做具体限定，采用本领域技术人员常用的用于碱性电解制氢系统即可。
[0039]本专利技术还提供了一种上文所述的碱性电解水制氢用的碱液在提高碱液电阻率中的应用，本专利技术中的碱液能够提高溶液电导率，降低溶液电阻，降低电解制氢工作温度，降低产氢能耗。
[0040]本专利技术提供了一种碱性电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性电解水制氢用的碱液，包括氢氧化钾、氢氧化钠和去离子水；所述碱液中氢氧化钾的质量分数为20～40％，氢氧化钠的质量分数为1～40％。2.根据权利要求1所述的碱液，其特征在于，所述氢氧化钾的质量分数为25～35％。3.根据权利要求2所述的碱液，其特征在于，所述氢氧化钾的质量分数为30％。4.根据权利要求1所述的碱液，其特征在于，所述氢氧化钠的质量分数为5～35％。5.根据权利要求4所述的碱液，其特征在于，所述氢氧化钠的质量分数为5～20％。6.如权利要求1所述的碱性电解水制氢用的碱液的制备方法，包括以下步骤：A...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑钦臻，刘桂林，鞠贵冬，
申请(专利权)人：江苏双良新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：