电解水系统的控制方法和电解水系统技术方案

技术编号:37974429 阅读:26 留言:0更新日期:2023-06-30 09:49
本发明专利技术提供了一种电解水系统的控制方法和电解水系统,该电解水系统的氢气分离装置与电解水系统的PEM电解槽的阴极侧连接,电解水系统中的氧气分离装置与电解水系统中的PEM电解槽的阳极侧连接,所述方法包括:确定电解水系统的状态;在电解水系统的状态为工作状态的情况下,根据当前的目标气体含量调节阴极侧的气体和阳极侧的气体之间的压力差,以使阴极侧的气体压力大于阳极侧的气体压力,且目标气体含量不大于所述目标气体含量对应的安全阈值;目标气体含量为氢气分离装置中的氧气含量和氧气分离装置中的氢气含量二者中的至少一种。应用本发明专利技术提供的方法,能够降低质子交换膜的降解速度,有效地延长质子交换膜的使用时间。有效地延长质子交换膜的使用时间。有效地延长质子交换膜的使用时间。

【技术实现步骤摘要】
电解水系统的控制方法和电解水系统


[0001]本专利技术涉及电解水
,特别涉及一种电解水系统的控制方法和电解水系统。

技术介绍

[0002]膜电极是电解槽发生水电解反应的核心组件,其中间层为质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM),膜电极阴极侧通常使用碳载铂催化剂,阳极通常使用铱黑或者纳米氧化铱催化剂。催化剂外侧一般配置具有孔隙率的气体扩散层材料以便于生成气体的通过并提供电子传导路径。阴极扩散层通常为碳纤维纸,阳极扩散层以钛粉烧结多孔体

多孔钛和钛纤维毡居多。虽然钛材料在高电位和酸性条件下稳定,但表面极易发生氧化生成导电性极差的氧化钛。为降低阳极扩散层的接触电阻,通常在多孔钛或者钛纤维状表面镀铂以降低电解槽内阻。
[0003]目前,由于PEM电解槽的膜电极在阴极为铂碳,阳极和镀铂多孔钛接触,且质子交换膜无法实现阴极氢气和阳极氧气的完全隔绝,因此,在阴阳极时常会产生自由基反应,从而产生自由基,自由基会对质子交换膜造成降解,容易造成质子交换膜失效。
专利技术内容
[00本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解水系统的控制方法,其特征在于,应用于电解水系统,所述电解水系统包括PEM电解槽、与所述PEM电解槽的阴极侧连接的氢气分离装置,以及与所述PEM电解槽的阳极侧连接的氧气分离装置,所述方法包括:确定所述电解水系统的状态;在所述电解水系统的状态为工作状态的情况下,根据当前的目标气体含量调节所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差,以使所述阴极侧的气体压力大于所述阳极侧的气体压力,且所述目标气体含量不大于所述目标气体含量对应的安全阈值;所述目标气体含量为所述氢气分离装置中的氧气含量和所述氧气分离装置中的氢气含量二者中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前的目标气体含量调节所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差之后,还包括:接收状态切换指令,所述状态切换指令用于指示将所述电解水系统的状态由所述工作状态切换为停机状态或待机状态;响应于所述状态切换指令,控制所述PEM电解槽的工作电源的输出电压由预设的工作电压切换为预设的电解槽小室维持电压,所述电解槽小室维持电压小于所述工作电压。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:在所述电解水系统的状态为停机状态或待机状态的情况下,控制所述PEM电解槽的每个小室的电压处于0.7~1.23V之间。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前的目标气体含量调节所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差,包括:判断所述阴极侧的气体压力是否大于所述阳极侧的气体压力;在所述阴极侧的气体压力不大于所述阳极侧的气体压力的情况下,控制所述阴极侧的气体压力增加,和/或控制所述阳极侧的气体压力降低,并返回执行判断所述阴极侧的气体压力是否大于所述阳极侧的气体压力的步骤;在所述阴极侧的气体压力大于所述阳极侧的气体压力的情况下,根据当前的目标气体含量调节所述阳极侧的气体和所述阴极侧的气体之间的压力差。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述目标气体含量为所述氧气分离装置中的氢气含量,则根据当前的目标气体含量调节所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差,包括:确定所述氧气分离装置中当前的氢气含量;在当前的所述氢气含量小于所述氢气含量对应的安全阈值的情况下,控制所述PEM电解槽的阴极侧气体的压力增加,和/或控制所述PEM电解槽的阳极侧气体的压力降低,以增加所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差,直至所述氢气含量等于所述氢气含量对应的安全阈值;在当前的所述氢气含量大于所述氢气含量对应的安全阈值的情况下,控制所述PEM电解槽的阴极侧气体的压力降低,和/或控制所述PEM电解槽的阳极侧气体的压力增加,以降低所述阴极侧的气体和所述阳极侧的气体之间的压力差,直至所述氢气含量不大于...

【专利技术属性】
技术研发人员:樊帆王园
申请(专利权)人:阳光氢能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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