基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统技术方案

技术编号:46473955 阅读:8 留言:0更新日期:2025-09-23 22:33
本发明专利技术公开了基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,包括质子导体氢泵阵列和主驱动电路;质子导体氢泵阵列包括多组并联的质子导体氢泵组,每组质子导体氢泵组包括串联连接的质子导体氢泵;主驱动电路向各组质子导体氢泵组提供恒流源;对于每组质子导体氢泵组,每组质子导体氢泵组的阳极与主驱动电路的正极连接,每组质子导体氢泵组的阴极与主驱动电路的负极连接;每个质子导体氢泵均包括阳极侧和阴极侧,对于每组质子导体氢泵组,前一个质子导体氢泵的阴极侧与后一个质子导体氢泵的阳极侧电连接。本发明专利技术采用质子导体氢阵列的方式进行氢氦分离/氢同位素提取,采用串并结合方式形成阵列,主驱动电路提供恒流源,提高了质子导体氢泵的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢同位素分离领域,尤其涉及基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统


技术介绍

1、氚燃料循环系统其主要是回收混合气体中的氢同位素,其主要涉及氢氦分离技术。传统氢氦分离技术存在成本高,装置冗杂等缺点,质子导体氢泵可选择性的从含氢混合气体中进行氢气提取,成为了潜在的氢氦分离技术之一。通过在质子导体氢泵两侧电极施加电信号对含氢同位素混合气体中进行氢同位素的选择性提取。其原理在于在直流电场作用下,在电解质两侧的电极界面上分别发生阳极和阴极反应来实现氢同位素的迁移,在氢气的分离和提纯中有着巨大的应用前景。针对质子导体氢泵进行氢氦分离的研究主要集中于低浓度1%以上含氢混合气体中提取氢气,且阴极较多为惰性气体或者混合气体,且在目前的方法中通常提高电流密度或膜片面积以增大氢提取速率。该技术还可用于核废水除氚中的氢同位素分离,当一侧氚浓度高于另一侧时,由于氢比氚更容易透过质子导体氢泵,因此具有一定的分离比,通过在质子导体氢泵两侧电极施加电信号对氢同位素混合气体中进行氢同位素进行分离。

2、在现有技术中,对于质子导体氢泵多组件形式,多采用恒压控制,即电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:包括质子导体氢泵阵列和主驱动电路;

2.根据权利要求1所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:质子导体氢泵的阳极侧与原料输入管道连接,质子导体氢泵的阴极侧与分离输出管道连接。

3.根据权利要求1所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:所述主驱动电路提供的恒流源的电流大小置于质子导体氢泵法拉第效率为1的工作区间;法拉第效率为1的工作区间由电流直接计算出质子导体氢泵的氢提取速率;恒流源的电流大小小于质子导体氢泵的极限电流,其中极限电流为法拉第效率为1的最大电流。

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:包括质子导体氢泵阵列和主驱动电路;

2.根据权利要求1所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:质子导体氢泵的阳极侧与原料输入管道连接,质子导体氢泵的阴极侧与分离输出管道连接。

3.根据权利要求1所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:所述主驱动电路提供的恒流源的电流大小置于质子导体氢泵法拉第效率为1的工作区间;法拉第效率为1的工作区间由电流直接计算出质子导体氢泵的氢提取速率;恒流源的电流大小小于质子导体氢泵的极限电流,其中极限电流为法拉第效率为1的最大电流。

4.根据权利要求3所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,其特征在于:质子导体氢泵的电解质选用锆酸钡基材料和铈酸钡基材料,电极材料选用金属镍电极。

5.根据权利要求3所述的基于无机质子导体氢泵阵列的电控系统,...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗天勇杨慧婷廖颖晴
申请(专利权)人:瓴天科技湖州有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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