一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，属于电解制氢技术领域，包括：供能装置

【技术实现步骤摘要】
一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统


[0001]本技术涉及电解制氢
，更具体地，涉及一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统
。

技术介绍

[0002]在先申请中，公开号为
CN115466968A
的中国专利申请公开了一种无需纯水的电解制氢系统，该系统包括供能模块
、
电解制氢模块和电解质循环再生模块，其中供能模块与电解制氢模块连接，电解质循环再生模块与电解制氢模块连接等，可以实现电解质的内部自循环，无需额外向其中补充电解质和纯净水
。
[0003]在持续研究中，遇到如下新的技术问题：
[0004]上述系统在复杂波动环境中难以使用
。
例如，当遇到非纯水溶液环境时，非纯水溶液杂质组分对电解系统存在毒化和腐蚀性作用，存在因为外界干扰损坏多孔防水传质层而污染电解质的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，可以在复杂波动环境中使用，防止因为外界干扰损坏多孔防水传质层而污染电解质，且优化了器件结构
。
[0006]本技术的目的是通过以下方案实现的：
[0007]一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，包括供能装置
、
电解制氢装置，供能装置与电解制氢装置连接，用于为制氢反应提供电能；还包括电解质循环再生装置，所述电解质循环再生装置具体包括多级传质器，所述多级传质器具有防水透气层，且其内部空间由所述防水透气层分成电解质腔室
C
和多级介质腔室
B
，其中多级介质腔室
B
包括多个介质腔室
B1
至
Bn
，介质腔室
B1
至
Bn
中均装有相应介质；装有第一介质的
B1
与装有第二介质的
B2
连接，装有第二介质的
B2
与装有第三介质的
B3
连接，依次类推，直至连接到装有第
n
介质的
Bn
，非纯水溶液从介质腔室
B1
接入
。
[0008]进一步地，还包括非纯水溶液腔室
A
，在非纯水溶液腔室
A
中装填有非纯水溶液
。
[0009]进一步地，所述多级传质器的安装位置为直接浸没于非纯水溶液中
。
[0010]进一步地，所述防水透气层为
PTFE
多孔疏水层
。
[0011]进一步地，所述非纯水溶液选自海水
、
矿井水
、
油田废水
、
煤层水
、
湖水
、
河水
、
煤层水
、
污水废水等任何水资源中任一种
。
[0012]进一步地，在电解制氢装置中的电解槽中装填的电解质为适配电解槽种类的电解质
。
[0013]进一步地，如果电解制氢装置中的电解槽为碱性电解槽，则装填在该碱性电解槽中的电解质为碱性电解质，如氢氧化钾
、
氢氧化钠溶液等
。
[0014]进一步地，如果电解制氢装置中的电解槽为
PEM
电解槽，则装填在该
PEM
电解槽中
的电解质为酸性电解质，如硫酸
、
磷酸
、
高氯酸溶液等
。
[0015]进一步地，如果电解制氢装置中的电解槽为
AEM
电解槽，则装填在该
AEM
电解槽中的电解质为碱性电解质，如氢氧化钾
、
碳酸钾溶液等
。
[0016]进一步地，在电解制氢装置的电解槽中装有饱和蒸汽压低于多级传质器
(20)
中任一腔室中介质的饱和蒸汽压的电解质
。
[0017]本技术的有益效果：
[0018]本技术主要对电解质循环再生装置进行了进一步的改进，在运行过程中，防水透气层将非纯水溶液中的杂质阻挡在外，并防止电解质被非纯水溶液渗透污染；此外，水分的多级传质，有利于系统在复杂波动环境中使用，即使前几级防水透气层发生破损，仍能防止非纯水溶液直接与电解质接触，影响电解制氢效果
。
[0019]本技术的多级传质器也可以无需最外层的非纯水溶液传质腔，可以直接浸没于非纯水溶液中，从而优化器件结构
。
[0020]本技术突破了非纯水溶液杂质组分对电解系统的毒化和腐蚀性，可以在复杂波动环境中使用，防止因为外界干扰损坏多孔防水传质层而污染电解质，该系统方法可以在海水
、
矿井水
、
油田废水
、
煤层水
、
湖水
、
河水
、
煤层水
、
污水废水等任何非纯水环境中的直接电解制氢
。
附图说明
[0021]下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0022]图1为本技术实施例的一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统的结构示意图；
[0023]图2为本技术另一实施例的一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统的结构示意图；
[0024]图3为技术效果验证案例一的实验结果；
[0025]图4为技术效果验证案例二的实验结果；
[0026]图5为技术效果验证案例三的实验结果；
[0027]图中，
20
表示多级传质器，
A
表示非纯水溶液腔室，
B
表示多级介质腔室，
C
表示电解质腔室
。
具体实施方式
[0028]本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和
/
或步骤以外，均可以以任何方式组合或替换
。
[0029]下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述
。
本说明书
(
包括任何附加权利要求
、
摘要和附图
)
中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换
。
即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已
。
[0030]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，包括供能装置
、
电解制氢装置，供能装置与电解制氢装置连接，用于为制氢反应提供电能；其特征在于，还包括电解质循环再生装置，所述电解质循环再生装置具体包括多级传质器
(20)
，所述多级传质器
(20)
具有防水透气层，且其内部空间由所述防水透气层分成电解质腔室
C
和多级介质腔室
B
，其中多级介质腔室
B
包括多个介质腔室
B1
至
Bn
，介质腔室
B1
至
Bn
中均装有相应介质；装有第一介质的
B1
与装有第二介质的
B2
连接，装有第二介质的
B2
与装有第三介质的
B3
连接，依次类推，直至连接到装有第
n
介质的
Bn
，非纯水溶液从介质腔室
B1
接入
。2.
根据权利要求1所述的抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，其特征在于，还包括非纯水溶液腔室
A
，在非纯水溶液腔室
A
中装填有非纯水溶液
。3.
根据权利要求1所述的抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，其特征在于，所述多级传质器
(20)
的安装位置为直接浸没于非纯水溶液中
。4.
根据权利要求1所述的抗环境干扰的非纯水溶液直接电解制氢系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，赵治宇，唐文彬，谢和平，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：