【技术实现步骤摘要】
本技术涉及新能源，尤其涉及电解池系统。
技术介绍
1、现有技术中，常见的电解水制氢技术包括碱性水电解制氢、质子交换膜电解制氢、氧离子电解池电解制氢及固体氧化物电解池电解制氢等。其中，氧离子电解池电解制氢和质子交换膜电解制氢作为常见的电解水制氢技术。但在电解池系统工作过程中，水蒸气在电解堆内部不能被完全转化，电解堆的出口端的水蒸气、氢气和氧气的混合气需要在外部进行分离。而分离水蒸气、氢气和氧气的混合气需要消耗大量的能量，导致电解池系统的投资成本较高，导致电解池系统在实际使用中整体经济性差。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供电解池系统，以解决现有技术中的电解池系统的能耗高，投资成本高，经济性差的问题。
2、为达此目的，本技术采用以下技术方案：
3、电解池系统，其包括：
4、电解池电堆，所述电解池电堆为质子导体膜电解池电堆或氧离子电解池电堆；
5、水供应组件，所述水供应组件用于向所述电解池电堆供应水蒸气；
6、气体分离膜和气体回收组件，所述水供应组件、所述电解池电堆、所述气体分离膜和所述气体回收组件依次连通，所述气体分离膜用于分离所述电解池电堆发生电化学反应产生的气体，所述气体回收组件能够回收所述气体分离膜分离的气体；
7、循环组件，所述循环组件被配置为能够将所述气体分离膜分离出来的一部分气体回流至所述电解池电堆。
8、作为优选，所述电解池电堆为所述质子导体膜电解池电堆，所述气体分离膜为氧气分离膜，
9、作为优选，所述电解池电堆为所述氧离子电解池电堆，所述气体分离膜为氢气分离膜，所述气体回收组件包括氢气回收组件，所述水供应组件、所述氧离子电解池电堆的阴极侧、所述氢气分离膜和所述氢气回收组件依次连通，所述氢气回收组件能够回收所述氢气分离膜分离的气体。
10、作为优选，所述循环组件包括回流管和设置于所述回流管上的循环件，所述回流管的两端分别与所述气体分离膜的输出端和所述电解池电堆的输入端连通，所述循环件能够驱动所述气体分离膜分离的气体回流至所述电解池电堆。
11、作为优选，所述循环件为循环泵；或，所述循环件为引射器。
12、作为优选，所述电解池系统还包括调温组件，所述调温组件包括设置于所述电解池电堆和所述气体分离膜之间的管路上的第一调温件，所述第一调温件能够将所述电解池电堆输出的气体的热量与所述水供应组件输出的水或水蒸气进行热交换。
13、作为优选，所述调温组件还包括设置于所述回流管上的第二调温件；
14、所述第二调温件位于所述气体分离膜和所述循环件连通的管路上；或，所述第二调温件位于所述循环件和所述电解池电堆连通的管路上。
15、作为优选，所述第一调温件为换热器；所述第二调温件为电加热器或换热器。
16、作为优选，所述循环组件还包括混合器，所述混合器能够将所述水供应组件输出的水蒸气与所述循环件驱动回流的气体混合，并输送至所述电解池电堆。
17、作为优选，所述水供应组件包括水箱、流量控制阀、第一过滤器和水泵，所述水箱中的水经过所述流量控制阀、所述第一过滤器、所述水泵、所述第一调温件和所述混合器，并输送至所述电解池电堆。
18、作为优选，所述调温组件还包括第三调温件，所述第三调温件设置于所述混合器和所述电解池电堆连通的管路上，所述第三调温件也能够将所述电解池电堆输出的气体的热量与所述水供应组件输出的水或水蒸气进行热交换。
19、作为优选，所述气体分离膜为外加电压式气体分离膜。
20、本技术的有益效果：
21、本技术的目的在于提供了电解池系统，该电解池系统包括电解池电堆、水供应组件、气体分离膜、气体回收组件和循环组件，当电解池系统工作时，依据电解池电堆的类型向电解池电堆的阳极侧或阴极侧输送水蒸气，电解池电堆发生电化学反应，使得电解池电堆的阳极侧生成氧气，电解池电堆的阴极侧生成氢气，气体回收组件再回收生成的气体。由于输入至电解池电堆的水蒸气在电解池电堆内不能完全发生电化学反应，故在电解池电堆的输出端设置气体分离膜，当电解池电堆为质子导体膜电解池电堆，将质子导体膜电解池电堆的阳极侧生成氧气和水蒸气的混合气输送至气体分离膜，气体分离膜将分离出的氧气和水蒸气的混合气输送至循环组件，循环组件再将这部分混合气回流至质子导体膜电解池电堆的阳极侧的输入端与水供应组件供应的水蒸气混合，并输入质子导体膜电解池电堆的阳极侧的输入端继续进行电化学反应；当电解池电堆为氧离子电解池电堆，将氧离子电解池电堆的阴极侧生成氢气和水蒸气的混合气输送至气体分离膜，气体分离膜将分离出的氢气和水蒸气的混合气输送至循环组件，循环组件再将这部分混合气回流至离子电解池电堆的阴极侧的输入端与水供应组件供应的水蒸气混合，并输入氧离子电解池电堆的阴极侧的输入端继续进行电化学反应。
22、如此设置，相对现有技术中采用纯氧分离设备分离氧气，采用纯氢分离设备分离氢气而言，既节省了回收氢气和氧气的成本，且回流至电解池电堆的混合气与水供应组件供应的水蒸气混合并输入至电解池电堆继续进行电化学反应能够节省能耗，提升电解池电堆进行电化学反应的效率，从而有效提升了电解池系统的使用性能和经济性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.电解池系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池电堆(1)为所述质子导体膜电解池电堆(11)，所述气体分离膜(3)为氧气分离膜(31)，所述气体回收组件(4)包括氧气回收组件(41)，所述水供应组件(2)、所述质子导体膜电解池电堆(11)的阳极侧、所述氧气分离膜(31)和所述氧气回收组件(41)依次连通，所述氧气回收组件(41)能够回收所述氧气分离膜(31)分离的气体。
3.根据权利要求1所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池电堆(1)为所述氧离子电解池电堆(12)，所述气体分离膜(3)为氢气分离膜(32)，所述气体回收组件(4)包括氢气回收组件(42)，所述水供应组件(2)、所述氧离子电解池电堆(12)的阴极侧、所述氢气分离膜(32)和所述氢气回收组件(42)依次连通，所述氢气回收组件(42)能够回收所述氢气分离膜(32)分离的气体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解池系统，其特征在于，所述循环组件(5)包括回流管(51)和设置于所述回流管(51)上的循环件(52)，所述回流管(51)的两
5.根据权利要求4所述的电解池系统，其特征在于，所述循环件(52)为循环泵；或，所述循环件(52)为引射器。
6.根据权利要求4所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池系统还包括调温组件(6)，所述调温组件(6)包括设置于所述电解池电堆(1)和所述气体分离膜(3)之间的管路上的第一调温件(61)，所述第一调温件(61)能够将所述电解池电堆(1)输出的气体的热量与所述水供应组件(2)输出的水或水蒸气进行热交换。
7.根据权利要求6所述的电解池系统，其特征在于，所述调温组件(6)还包括设置于所述回流管(51)上的第二调温件(62)；
8.根据权利要求7所述的电解池系统，其特征在于，所述第一调温件(61)为换热器；所述第二调温件(62)为电加热器或换热器。
9.根据权利要求6所述的电解池系统，其特征在于，所述循环组件(5)还包括混合器(53)，所述混合器(53)能够将所述水供应组件(2)输出的水蒸气与所述循环件(52)驱动回流的气体混合，并输送至所述电解池电堆(1)。
10.根据权利要求9所述的电解池系统，其特征在于，所述水供应组件(2)包括水箱(21)、流量控制阀(22)、第一过滤器(24)和水泵(25)，所述水箱(21)中的水经过所述流量控制阀(22)、所述第一过滤器(24)、所述水泵(25)、所述第一调温件(61)和所述混合器(53)，并输送至所述电解池电堆(1)。
11.根据权利要求9所述的电解池系统，其特征在于，所述调温组件(6)还包括第三调温件(63)，所述第三调温件(63)设置于所述混合器(53)和所述电解池电堆(1)连通的管路上，所述第三调温件(63)也能够将所述电解池电堆(1)输出的气体的热量与所述水供应组件(2)输出的水或水蒸气进行热交换。
12.根据权利要求1-3任一项所述的电解池系统，其特征在于，所述气体分离膜(3)为外加电压式气体分离膜。
...【技术特征摘要】
1.电解池系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池电堆(1)为所述质子导体膜电解池电堆(11)，所述气体分离膜(3)为氧气分离膜(31)，所述气体回收组件(4)包括氧气回收组件(41)，所述水供应组件(2)、所述质子导体膜电解池电堆(11)的阳极侧、所述氧气分离膜(31)和所述氧气回收组件(41)依次连通，所述氧气回收组件(41)能够回收所述氧气分离膜(31)分离的气体。
3.根据权利要求1所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池电堆(1)为所述氧离子电解池电堆(12)，所述气体分离膜(3)为氢气分离膜(32)，所述气体回收组件(4)包括氢气回收组件(42)，所述水供应组件(2)、所述氧离子电解池电堆(12)的阴极侧、所述氢气分离膜(32)和所述氢气回收组件(42)依次连通，所述氢气回收组件(42)能够回收所述氢气分离膜(32)分离的气体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解池系统，其特征在于，所述循环组件(5)包括回流管(51)和设置于所述回流管(51)上的循环件(52)，所述回流管(51)的两端分别与所述气体分离膜(3)的输出端和所述电解池电堆(1)的输入端连通，所述循环件(52)能够驱动所述气体分离膜(3)分离的气体回流至所述电解池电堆(1)。
5.根据权利要求4所述的电解池系统，其特征在于，所述循环件(52)为循环泵；或，所述循环件(52)为引射器。
6.根据权利要求4所述的电解池系统，其特征在于，所述电解池系统还包括调温组件(6)，所述调温组件(6)包括设置于所述电解池电堆(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈雪松，施王影，钟宪增，李智，李云罡，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：新型
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。