一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統的製作方法
2023-05-12 08:19:36
專利名稱：一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體製備技術，是一種新一代氫氣、氧氣製備系統，具體的說，是一種利 用質子交換膜技術的可攜式電解水系統。
技術背景當今社會，對氫氣、氧氣的需求量正在急劇增加，而它們的世界含量又是有限的。無限的 需求和有限的資源之間的矛盾日益加劇。由於氫氣和氧氣的製備目前還限於工業化，因此， 很多氫氣和氧氣用戶需要建立自己的制氫制氧裝置或購買氫氣和氧氣。發明內容本實用新型的目的是提供環保、工藝簡潔、節能、應用廣泛、可移動性強、規模大小可隨 意選擇、對外界環境要求低的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統。本實用新型的技術解決方案是 一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是 有機箱，機箱中有電解腔，電解腔中有獨立電解電極，機箱上有氣體輸送系統，機箱有電源 控制系統，機箱外有水位觀察窗口及水位監測控制開關。本實用新型中所述的獨立電解電極為可移動式。獨立電解電極有石墨電解槽外套，石墨電 解槽外套內側有蓄水槽，蓄水槽中裝有排氣管，蓄水槽內側為催化劑及催化反應室，催化劑 及催化反應室外有隔離石墨濾紙或網，催化劑及催化反應室內為質子交換膜。氣體輸送系統 包括出氣管，備用氣體通路。電解腔是個獨立的可拆卸的整體，腔體與機箱間的接觸部分均 為固定鑲嵌式銜接孔，電解腔的兩側的石墨擱板與電極之間具有存水的空間。在機箱的頂部 的氣體輸送管道帶有出氣閥門，該閥門是與電源開關聯動的，氣體的輸送迴路經過水位觀察 窗口，氣體的傳輸有氣泡的運動顯示。在機箱的一側帶有透明水位顯示，同時在顯示槽的上 部有加水孔，在機箱的底部裝有供攜帶方便的掛鈎，機箱的一側帶有直接接外電源的插孔。本實用新型的有益效果為環保，它採用現代高新技術實現氣體生產過程沒有任何汙染， 達到綠色環保要求，符合當今社會可持續發展要求。工藝簡潔，由於生產過程中用物理方法 將氫氣和氧氣實現分離，省去了常規氫氧提純過程，減少工藝難度，降低成本。應用廣泛， 該技術適用於各種場合，具有廣闊的市場前景。節能，該技術可採用現代太陽能技術，使得 常規生產中電能的消耗降到最低，從而降低生產成本，使用常規電能耗電功率僅約為現在設 備的25%。可移動性強，由於它獨特的技術特點，使得其可移動性較其它類型產品大大增強。 規模大小可隨意選擇，可根據不同要求，實現生產小到每分鐘幾十毫升，大到幾十萬毫升。 對外界環境要求低，與常規技術相比，不需要較多輔助設備就可以實現生產。
圖1為本實用新型的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統中的電解腔及電極的原 理圖；圖2為本實用新型的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統的整體構造圖。
具體實施方式
圖l、圖2共同描述了本實用新型的一個實施例。在圖中l為石墨電解槽外套，同時起到連接電極與電源的作用；2為排氣管；3為催化劑及催化反 應室；4為質子交換膜；5為隔離催化劑反應室的石墨濾紙(網)；6為蓄水槽；7為機殼面蓋； 8為蓄電池，可根據需要使用不同型號，包括鈕筘電池；9為電源控制開關；IO為氫氣排氣 出口接口； 11為氧氣排氣出口； 12為水位觀察窗口，同時也是進水孔；13為電解電極置放 倉；14為外接電源插孔；15為水位監測控制開關。本實用新型所涉及的具體的電化學反應過程為2H20=>2H2+02本實用新型將蓄電池或太陽能電源亦或常規電源與質子交換膜技術相結合，在質子交換膜兩 側加以一層具有可以承載催化劑同時又能釋放氣體的催化反應腔體，在正常工作中該腔體處 於水中，在通電的情況下即可實現將水電解成氫離子和氧離子，氫離子穿透電極形成氫氣分 子，氧離子放出電子形成氧氣。由於電極的超薄結構，使得應用該技術時可以連接多片電極 以達到大規模生產的目的。本實用新型的意義在於可以實現高純氫氧氣體的快速製備和設備的可攜式以及多種能源利 用，是環保型製備氫氣和氧氣的新技術。本實用新型在質子交換膜4兩側加以一層具有可以承載催化劑同時又能釋放氣體的催化反 應腔3，在正常工作中該腔3處於水中，在通電的情況下即可實現將水電解成氫離子和氧離 子，氫離子穿透電極形成氫氣分子，氧離子放出電子形成氧氣。系統所附加的電源8、 9為電 解電極提供電能。所出的氣體通過兩根分別連接在兩個腔體上的氣體導管接口 10、 11。腔體 3中的水通過一個與外界相通的水管進水孔12相連以對系統補充水源。在催化反應腔3和機 箱的下部安裝有水位監測控制開關15，當其內部的水消耗到該位置以下時，系統電源自動斷 開。本實用新型的電源可以是3V-12V蓄電池或外電源，外電源可以是太陽能電源、常規電源等 各類可以提供電能的電源。電源直接加載到電解腔的兩端。電源的加載功率通過調節加以控制。
權利要求1. 一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是有機箱，機箱中有電解腔，電解腔中有獨立電解電極，機箱上有氣體輸送系統，機箱有電源及電源控制系統，機箱外有水位觀察窗口及水位監測控制開關。
2、 根據權利要求1所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是獨立電解電極為可移動式。
3、 根據權利要求l所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是獨立電解電極有石墨電解槽外套，石墨電解槽外套內側有蓄水槽，蓄水槽中裝有排氣管，蓄 水槽內側為催化劑及催化反應室，催化劑及催化反應室外有隔離石墨濾紙或網，催化劑 及催化反應室內為質子交換膜。
4、 根據權利要求1、 2或3所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是氣體輸送系統包括出氣管，備用氣體通路。
5、 根據權利要求2或3所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是-電解腔是個獨立的可拆卸的整體，腔體與機箱間的接觸部分均為固定鑲嵌式銜接孔，電 解腔的兩側的石墨擱板與電極之間具有存水的空間。
6、 根據權利要求1、 2或3所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是在機箱的頂部的氣體輸送管道帶有出氣閥門，該閥門是與電源開關聯動的，氣體的 輸送迴路經過水位觀察窗口，氣體的傳輸有氣泡的運動顯示。
7、 根據權利要求1、 2或3所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是在機箱的一側帶有透明水位顯示，同時在顯示槽的上部有加水孔，在機箱的底部裝有排水孔。
8、 根據權利要求1、 2或3所述的一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是機箱的外部帶有供攜帶方便的掛鈎，機箱的一側帶有直接接外電源的插孔。
專利摘要本實用新型公開了一種利用質子交換膜技術的可攜式電解水系統，其特徵是有機箱，機箱中有電解腔，電解腔中有獨立電解電極，機箱上有氣體輸送系統，機箱有電源及電源控制系統，機箱外有水位觀察窗口及水位監測控制開關。其有益效果為環保、工藝簡潔、節能、應用廣泛、可移動性強、規模大小可隨意選擇、對外界環境要求低。
文檔編號C25B1/10GK201095650SQ20072013982
公開日2008年8月6日 申請日期2007年3月5日 優先權日2007年3月5日
發明者翔 翱 申請人:婁 珈;趙志剛