本申請(qǐng)涉及制氫，特別涉及一種電解槽制氫系統(tǒng)和制氫設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、電解水制氫技術(shù)由于產(chǎn)氫純度高，產(chǎn)氫壓力高等特點(diǎn)廣泛用于商業(yè)制氫領(lǐng)域，但在壓差下(陰極產(chǎn)氫壓力高于陽(yáng)極)氫氣易滲透過(guò)膜到達(dá)陽(yáng)極造成氧中氫升高的情況，一旦氧中氫高于4％則有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，如何在壓差下降低氧中氫占比是對(duì)電堆的巨大挑戰(zhàn)。因此，如何在制氫過(guò)程中，有效地降低氧中氫占比，成為一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的是提出一種電解槽制氫系統(tǒng)和制氫設(shè)備，旨在解決如何在制氫過(guò)程中，有效地降低氧中氫占比的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢龅碾娊獠壑茪湎到y(tǒng)包括：水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)以及電解槽；

3、所述水系統(tǒng)和所述空氣系統(tǒng)與所述電解槽的陽(yáng)極連接；

4、所述電解槽的陽(yáng)極，用于基于所述水系統(tǒng)提供的水和所述空氣系統(tǒng)提供的空氣生成氧氣、電子以及質(zhì)子；

5、所述電解槽的陰極，用于基于所述電子、所述質(zhì)子以及所述水生成氫氣。

6、在一實(shí)施方式中，所述電解槽為pem電解槽。

7、在一實(shí)施方式中，所述空氣系統(tǒng)包括：空氣過(guò)濾模塊和空氣泵；

8、所述空氣泵分別與所述空氣過(guò)濾模塊、所述水系統(tǒng)以及所述pem電解槽的陽(yáng)極連接。

9、在一實(shí)施方式中，所述水系統(tǒng)包括：水箱和水泵；

10、所述水箱分別與所述pem電解槽的陰極和所述水泵連接，所述水泵還與所述空氣系統(tǒng)和所述pem電解槽的陽(yáng)極連接。

11、在一實(shí)施方式中，所述電解槽制氫系統(tǒng)還包括：氣液分離系統(tǒng)；

12、所述pem電解槽的陰極與所述氣液分離系統(tǒng)連接；

13、所述氣液分離系統(tǒng)，用于將所述氧氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并將所述氫氣與所述水進(jìn)行氣液分離，輸出分離后的氧氣和分離后的氫氣。

14、在一實(shí)施方式中，所述氣液分離系統(tǒng)包括：氧側(cè)氣液分離模塊和氫側(cè)氣液分離模塊；

15、所述氧側(cè)氣液分離模塊分別與所述pem電解槽的陰極和所述水系統(tǒng)連接，所述氫側(cè)氣液分離模塊分別與所述pem電解槽的陰極和所述水系統(tǒng)連接；

16、所述氧側(cè)氣液分離模塊，用于將所述氧氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并輸出分離后的氧氣；

17、所述氫側(cè)氣液分離模塊，用于將所述氫氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并輸出分離后的氫氣。

18、在一實(shí)施方式中，所述氧側(cè)氣液分離模塊，還用于將所述氧氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并輸出分離后的水；

19、所述氫側(cè)氣液分離模塊，還用于將所述氫氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并輸出分離后的水。

20、在一實(shí)施方式中，所述電解槽制氫系統(tǒng)還包括：純化過(guò)濾模塊；

21、所述純化過(guò)濾模塊分別與所述氧側(cè)氣液分離模塊、所述氫側(cè)氣液分離模塊以及所述水系統(tǒng)連接；

22、所述純化過(guò)濾模塊，用于對(duì)所述分離后的水進(jìn)行純化過(guò)濾，并將過(guò)濾后的水輸出至所述水系統(tǒng)。

23、在一實(shí)施方式中，在所述氫氣與所述氧氣之間的比值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，減小所述空氣泵的功率。

24、本申請(qǐng)還提出一種制氫設(shè)備，所述制氫設(shè)備包括如上文所述的電解槽制氫系統(tǒng)。

25、本申請(qǐng)中，電解槽制氫系統(tǒng)包括：水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)以及電解槽，水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)與電解槽的陽(yáng)極連接，本申請(qǐng)通過(guò)電解槽的陽(yáng)極基于水系統(tǒng)提供的水和空氣系統(tǒng)提供的空氣生成氧氣、電子以及質(zhì)子，再通過(guò)電解槽的陰極基于電子、質(zhì)子以及所述水生成氫氣。本申請(qǐng)?jiān)陔娊獠鄣年?yáng)極進(jìn)水口管路上添加空氣系統(tǒng)，使得空氣和水同時(shí)加入到電解槽陽(yáng)極，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)極氧中氫的稀釋作用，進(jìn)而降低氧中氫占比，相較于現(xiàn)有的在質(zhì)子交換膜陽(yáng)極側(cè)添加鉑材料用來(lái)消氫，本申請(qǐng)能夠在降低氧中氫占比的同時(shí)，降低電解槽制氫成本。

技術(shù)特征：

1.一種電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽制氫系統(tǒng)包括：水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)以及電解槽，所述電解槽為pem電解槽；

2.如權(quán)利要求1所述的電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽制氫系統(tǒng)還包括：氣液分離系統(tǒng)；

3.如權(quán)利要求2所述的電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離系統(tǒng)包括：氧側(cè)氣液分離模塊和氫側(cè)氣液分離模塊；

4.如權(quán)利要求3所述的電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氧側(cè)氣液分離模塊，還用于將所述氧氣與所述水進(jìn)行氣液分離，并輸出分離后的水；

5.如權(quán)利要求4所述的電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽制氫系統(tǒng)還包括：純化過(guò)濾模塊；

6.如權(quán)利要求1所述的電解槽制氫系統(tǒng)，其特征在于，在所述氫氣與所述氧氣之間的比值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，減小所述空氣泵的功率。

7.一種制氫設(shè)備，其特征在于，所述制氫設(shè)備包括如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的電解槽制氫系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電解槽制氫系統(tǒng)和制氫設(shè)備，涉及制氫技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)中，電解槽制氫系統(tǒng)包括：水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)以及電解槽，水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)與電解槽的陽(yáng)極連接，本申請(qǐng)通過(guò)電解槽的陽(yáng)極基于水系統(tǒng)提供的水和空氣系統(tǒng)提供的空氣生成氧氣、電子以及質(zhì)子，再通過(guò)電解槽的陰極基于電子、質(zhì)子以及所述水生成氫氣。本申請(qǐng)?jiān)陔娊獠鄣年?yáng)極進(jìn)水口管路上添加空氣系統(tǒng)，使得空氣和水同時(shí)加入到電解槽陽(yáng)極，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)極氧中氫的稀釋作用，進(jìn)而降低氧中氫占比，相較于現(xiàn)有的在質(zhì)子交換膜陽(yáng)極側(cè)添加鉑材料用來(lái)消氫，本申請(qǐng)能夠在降低氧中氫占比的同時(shí)，降低電解槽制氫成本。

技術(shù)研發(fā)人員：朱作雷,樊帆,王園,張金,范芷萱,魏廣科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陽(yáng)光氫能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20241025
技術(shù)公布日：2025/10/30