【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解水制氢，具体是一种基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽。
技术介绍
1、氢气因其清洁无污染、热量高等优点，被誉为21世纪最具发展前景的清洁能源，根据氢气的来源，可以将氢气分为灰氢、蓝氢、绿氢，绿氢在制备过程中可以实现零碳排放量，因此也被称为最纯正的绿色能源。目前，电解水制绿氢技术已成为了最热门的研究领域之一，其具有绿色环保、产品纯度高、原料来源广泛等优势，将会在我国工业领域减碳进程中扮演重要角色，是实现“双碳”目标的关键。
2、阴离子交换膜电解水(aem)因其独特的低成本、高效率优势被认为是极具发展前景的制氢技术，欧洲、中国、加拿大、韩国等国家和地区均在持续推动aem制氢技术的研发，阴离子交换膜电解水制氢技术集合了质子交换膜电解水制氢技术的简单和易操作性，并可以使用低成本的碱性兼容电极和碳氢膜。目前将可再生能源发电与电解水制氢技术相结合是目前最普遍的电解水制氢方式，这也对解决我国存在的区域产能过剩、弃光弃风弃水现象严重等问题发挥至关重要的作用。
3、当电解槽采用恒定功率模式进行运行时，电解功率保持不变，电解槽运行稳定性和安全性高，电解损失小，但是，由于受自然条件的影响，可再生能源发电呈现间歇性、波动性和随机性的特点，从而导致发电功率出现波动性，使得阴离子交换膜电解槽无法与新能源发电相耦合，运行稳定性和使用寿命大大下降，增加了制氢过程的成本，降低了企业经济效益。因此，开发可调节功率的阴离子交换膜电解槽对于增强电解槽与新能源发电的适应性，提高电解槽运行稳定性和使用寿命，提高经济效益
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，提高了电解槽与新能源发电的耦合性，使电解槽及系统的运行更加安全和稳定。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，包括齿轮滑块机构及依次夹紧于阴极集流端板和阳极集流端板之间的多个电解小室，电解小室包括双极板，双极板顶端均固定连接有集流块，且前后相邻的两个集流块左右交错分布；
4、所述齿轮滑块机构包括一组相互平行的第一连接板，第一连接板的两端分别固定安装在阴极集流端板和阳极集流端板的顶部，第一连接板上面固定安装有第一齿条，且第一连接板滑动连接有第一安装座，第一安装座侧面固定安装有第一步进电机，第一步进电机的输出轴固定连接有第一主动锥齿轮，第一安装座转动连接有第一转轴，第一转轴上固定套接有与第一主动锥齿轮相啮合的第一从动锥齿轮以及与第一齿条相啮合的第一从动齿轮；
5、所述第一安装座上面固定安装有与第一连接板相垂直的第二连接板，第二连接板上面固定安装有第二齿条，第二连接板滑动连接有第二安装座，第二安装座侧面固定安装有第二步进电机，第二步进电机的输出轴固定连接有第二主动锥齿轮，第二安装座转动连接有第二转轴，第二转轴上固定套接有与第二主动锥齿轮相啮合的第二从动锥齿轮以及与第二齿条相啮合的第二从动齿轮；
6、所述第二安装座下面固定安装有能够与集流块相接触的导电滑块，加载于导电滑块的电压通过集流块输送至双极板。
7、进一步地，所述齿轮滑块机构还包括拖链带，拖链带的一端与中一个第一安装座固定连接，拖链带内部穿设有用于给导电滑块加载电压以及给第二步进电机供电的导线。
8、进一步地，所述电解小室包括依次夹紧于双极板之间的阴极流场板、阴极集电器、膜电极、阳极集电器和阳极流场板。
9、进一步地，所述膜电极包括阴离子交换膜以及分别位于其两侧的阴极催化剂层和阳极催化剂层。
10、进一步地，所述阴极集流端板、双极板、阴极流场板、阴极集电器、膜电极、阳极集电器、阳极流场板和阳极集流端板均为正方形，电解槽为四棱柱状。
11、进一步地，所述阴极集流端板和阳极集流端板的外侧均固定安装有l型支架，第一连接板的两端与l型支架固定连接。
12、进一步地，所述第一安装座和第二安装座均为u型结构，第一安装座和第二安装座的内表面相对侧均设有滑槽，第一连接板的两侧边缘滑动连接于第一安装座的滑槽内部，第二连接板的两侧边缘滑动连接于第二安装座的滑槽内部。
13、进一步地，所述集流块的顶端为三角形，导电滑块的下端设有与集流块顶端相匹配的三角形凹槽。
14、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
15、本专利技术利用齿轮滑块机构的移动来改变接入电解电路的实际电解小室数量，改变电解槽的消耗功率，使电解槽能够与新能源发电功率波动相适应，消除了可再生能源电力的间歇性波动对电解槽运行性能的影响，考虑到电解小室的双极板之间距离较小，将前后相邻的两个集流块左右交错分布，便于导电滑块较为精准地与其中一个集流块接触，进一步提高了电解槽与新能源发电的耦合性，简而言之，本专利技术通过齿轮滑块机构的移动调节电解槽运行功率的方式具有操作简单、响应速度快、精度高以及维护组装便捷的优点，提高了阴离子交换膜电解槽及系统运行的安全性和稳定性，延长了其使用寿命，降低了系统损耗，提高了经济效益。
16、本专利技术可以根据所需的产氢量和新能源发电的最大输出功率大小，对电解槽的电解小室数量进行灵活改变，提高了电解槽的通用性和适用性高，更利于投入工业应用中，此外，通过齿轮滑块机构的移动，以改变接入电解电路的实际电解小室数量，使电解槽与新能源发电功率波动相耦合的方法具有普适性，因此，本专利技术的齿轮滑块机构亦能应用于质子交换膜电解槽、高温固体氧化物电解槽以及碱水电解槽等其他电解系统以及液流电池中，具有良好的适用性和经济效益，实现了节能减排的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，包括齿轮滑块机构(1)及依次夹紧于阴极集流端板(3)和阳极集流端板(4)之间的多个电解小室(5)，电解小室(5)包括双极板，双极板顶端均固定连接有集流块(9)，且前后相邻的两个集流块(9)左右交错分布；
2.根据权利要求1所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述齿轮滑块机构(1)还包括拖链带(10)，拖链带(10)的一端与中一个第一安装座(2)固定连接，拖链带(10)内部穿设有用于给导电滑块(17)加载电压以及给第二步进电机(12)供电的导线。
3.根据权利要求1或2所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述电解小室(5)包括依次夹紧于双极板之间的阴极流场板、阴极集电器、膜电极、阳极集电器和阳极流场板。
4.根据权利要求3所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述膜电极包括阴离子交换膜以及分别位于其两侧的阴极催化剂层和阳极催化剂层。
5.根据权利要求3所述的基于双齿轮的可调节运行功
6.根据权利要求1或2所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述阴极集流端板(3)和阳极集流端板(4)的外侧均固定安装有L型支架，第一连接板的两端与L型支架固定连接。
7.根据权利要求1或2所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述第一安装座(2)和第二安装座(8)均为U型结构，第一安装座(2)和第二安装座(8)的内表面相对侧均设有滑槽，第一连接板的两侧边缘滑动连接于第一安装座(2)的滑槽内部，第二连接板的两侧边缘滑动连接于第二安装座(8)的滑槽内部。
8.根据权利要求1或2所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述集流块(9)的顶端为三角形，导电滑块(17)的下端设有与集流块(9)顶端相匹配的三角形凹槽。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，包括齿轮滑块机构(1)及依次夹紧于阴极集流端板(3)和阳极集流端板(4)之间的多个电解小室(5)，电解小室(5)包括双极板，双极板顶端均固定连接有集流块(9)，且前后相邻的两个集流块(9)左右交错分布；
2.根据权利要求1所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述齿轮滑块机构(1)还包括拖链带(10)，拖链带(10)的一端与中一个第一安装座(2)固定连接，拖链带(10)内部穿设有用于给导电滑块(17)加载电压以及给第二步进电机(12)供电的导线。
3.根据权利要求1或2所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述电解小室(5)包括依次夹紧于双极板之间的阴极流场板、阴极集电器、膜电极、阳极集电器和阳极流场板。
4.根据权利要求3所述的基于双齿轮的可调节运行功率的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述膜电极包括阴离子交换膜以及分别位于其两侧的阴极催化剂层和阳极催化剂层。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李印实，李博铮，
申请(专利权)人：陕西清能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。