一种渗透相变的海水直接电解制氢系统及方法技术方案

技术编号:42976165 阅读:30 留言:0更新日期:2024-10-15 13:14
本申请提供一种渗透相变的海水直接电解制氢系统及方法,涉及电解制氢技术领域,该系统包括海水水分渗透相变子系统和电解制氢子系统;海水水分渗透相变子系统至少包括海水单元、一级渗透传质单元和二级相变传质单元海水单元用于通入海水;一级渗透传质单元用于去除海水中的溶解性气体、有机质以及杂质离子,获取预处理海水,二级相变传质单元用于将预处理海水中的气态水分子传输至二级汲水介质通过正渗透作用实现海水中水分的快速捕获,并通过离子交换树脂去除海水中其它杂质组分、溶解气体组分。一级介质中的水分通过“液‑气‑液”二级相变传质方式传递到电解制氢子系统中,实现电解用水分的高效、快速获取,并且防止了KOH向海洋中的渗漏。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电解制氢,特别是涉及一种渗透相变的海水直接电解制氢系统及方法


技术介绍

1、氢能作为一种清洁能源近年来得以快速发展。其中,采用光伏、风能等可再生能源电解水制取的氢气被称作“绿氢”。电解水制氢技术需要采用纯水作为原料。然而,随着绿氢技术的不断发展,对纯水的需求日益增多,这与目前全球淡水资源紧缺相矛盾。而海水资源取之不尽,是地球上最大的“氢矿”,因此使用天然的海水直接电解制氢是“绿氢”未来发展的重要方向。

2、然而,使用天然海水制氢面临的最大挑战在于海水组分十分复杂(含有80多种化学元素)。海水中除了含有高浓度的盐离子外(如:钠、镁、钙、氯、硫酸根离子),还含有大量的生物、微生物以及有机物。并且,海水组分随着季节变化以及全球洋流,造成不同时间、不同地域的海水组分各不相同。因此,传统的海水制氢的方法是采用先将海水淡化,然后利用淡化后的纯水制氢。然而,先淡化后制氢的“间接海水制氢方法”由于采用淡化设备,势必会造成更高的电解成本。此外,大型的淡化设备会占用大量土地资源,难以实现海洋中离岸的深远海风电直接电解海水制氢。因此,采用海水直接电解制氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述系统包括海水水分渗透相变子系统和电解制氢子系统;

2.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述电解制氢子系统,用于在外加电场作用下,将所述二级汲水介质中的液态水分解为氢气和氧气。

3.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述电解制氢子系统包括电源单元、阴极单元、亲水阻气单元和阳极单元,所述阴极单元包括阴极溶液和阴极,所述阳极单元包括阳极溶液和阳极;

4.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述一级汲水介质为氯化锂,...

【技术特征摘要】

1.一种渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述系统包括海水水分渗透相变子系统和电解制氢子系统;

2.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述电解制氢子系统,用于在外加电场作用下,将所述二级汲水介质中的液态水分解为氢气和氧气。

3.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述电解制氢子系统包括电源单元、阴极单元、亲水阻气单元和阳极单元,所述阴极单元包括阴极溶液和阴极,所述阳极单元包括阳极溶液和阳极;

4.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述一级汲水介质为氯化锂,所述二级汲水介质为氢氧化钾。

5.根据权利要求1所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特征在于,所述一级渗透传质层为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂或双极膜;

6.根据权利要求3所述的渗透相变的海水直接电解制氢系统,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩伟男马勇张霞
申请(专利权)人:南通晋善新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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