一种磁场辅助电解反应器及其控制方法技术

技术编号:43579421 阅读:19 留言:0更新日期:2024-12-06 17:45
本发明专利技术提供了一种磁场辅助电解反应器及其控制方法,包括电解反应器本体以及配置于其的外部磁场系统,外部磁场系统配置有电解制氢控制器,外部磁场系统包括基础磁场和磁场梯度;其中:基础磁场包括第一磁体和第二磁体;磁场梯度包括第一外线圈和第二外线圈,以基础磁场的方向为轴,第一外线圈和第二外线圈分别通有第一调节电流和第二调节电流;电解制氢控制器通过控制第一调节电流和第二调节电流的大小调控磁场梯度的大小。本发明专利技术在电解反应器的外侧形成磁场,通过调节两个线圈中的电流来改变磁场梯度。在电解开关过程中,通过磁场梯度减缓电极表面的反向电化学反应,防止阴极的氧化腐蚀,延长了电解反应器的使用寿命,具有一定的适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解反应器的设计和控制,具体涉及一种磁场辅助电解反应器及其控制方法


技术介绍

1、就目前而言,在随着氢能作为能源的地位逐渐明确,与波动性可再生能源耦合的电解制氢作为氢能实现能源转换储存的重要方向,获得越来越多的重视。在波动性电解制氢过程中,当可再生能源发电功率不能满足电解制氢设备的最低可工作负荷时,电解制氢设备会发生停机现象,造成设备的重复启动和关停。在停机时,由于电解制氢设备阴极、阳极产生的原位电动势和电解质溶液构成的离子通道,会导致逆反电流的发生,使阴极被氧化腐蚀,这种现象严重影响了电解制氢设备的寿命和性能稳定性。

2、目前,对于电解制氢设备的关机逆反电流问题还没有成熟的解决方案。与此同时,电解水制氢过程中气泡的行为对制氢过程效率有很大影响,如果电极表面产生的气泡不能及时脱除,可能会覆盖电极表面的活性位点,降低有效反应面积,从而导致能耗提高。因此,综上所述,目前在电解制氢过程中,可能造成电解设备的重复启动和关停;且由于电极表面产生的气泡不能及时脱除,可能会覆盖电极表面的活性位点,降低有效反应面积,增加了能耗。


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【技术保护点】

1.一种磁场辅助电解反应器,其特征在于,包括电解反应器本体以及配置于其的外部磁场系统,所述外部磁场系统配置有电解制氢控制器,所述电解反应器本体具有至少一对相互隔开的阴极和阳极,所述外部磁场系统包括基础磁场和磁场梯度;其中:

2.根据权利要求1所述的磁场辅助电解反应器,其特征在于,所述电解制氢控制器用于实时接收电解反应中的电流信号,并根据电流信号给出当前目标磁场梯度指令及线圈电流的调节指令,以便调节磁场梯度。

3.根据权利要求2所述的磁场辅助电解反应器,其特征在于,所述电解制氢控制器依据如下公式(1),通过第一调节电流和第二调节电流中的电流大小调控磁场梯度的大小:<...

【技术特征摘要】

1.一种磁场辅助电解反应器,其特征在于,包括电解反应器本体以及配置于其的外部磁场系统,所述外部磁场系统配置有电解制氢控制器,所述电解反应器本体具有至少一对相互隔开的阴极和阳极,所述外部磁场系统包括基础磁场和磁场梯度;其中:

2.根据权利要求1所述的磁场辅助电解反应器,其特征在于,所述电解制氢控制器用于实时接收电解反应中的电流信号,并根据电流信号给出当前目标磁场梯度指令及线圈电流的调节指令,以便调节磁场梯度。

3.根据权利要求2所述的磁场辅助电解反应器,其特征在于,所述电解制氢控制器依据如下公式(1),通过第一调节电流和第二调节电流中的电流大小调控磁场梯度的大小:

4.根据权利要求3所述的磁场辅助电解反应器,其特征在于,所述系数与真空磁导率、线圈匝数n、线圈半径r的关系如下公式(2);

5.根据权利要求1所述的磁场辅助电解反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员:张畅郭海礁王金意吴展王韬杨立平张国珍
申请(专利权)人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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