电化学锌-水制氢储氢系统及其应用的制作方法

专利名称：电化学锌-水制氢储氢系统及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氢的制造与储存技术，电化学锌-水制氢储氢系统及其与内燃机配合的应用。
背景技术：
本申请人的在先申请，电化学锌-水制氢储氢方法(200510046374.8，公开号CN1854063A)，介绍了一种廉价、方便、可重复使用的制氢储氢方法，这种方法通过锌电极-电解液-析气电极构成的电化学体系实现，需要储氢时，将外电源负极接在锌电极，外电源正极接在析气电极上，通以直流电，锌电极上发生锌的还原反应，析气电极上，发生涉及水的氧化反应，生成氧气排出；制氢气时，在外电路接通析气电极和锌电极，锌电极上，发生锌的氧化反应，在析气电极上，发生水的还原反应，生成氢气排出。锌电极若采用传统电池工业中的粉末多孔电极，或者将金属锌电沉积于锌电极的集流体上再压平固定的电沉积电极，有很大的能量密度，可以为燃料电池提供氢源，但是其寿命、成本及产氢量等技术指标距离与内燃机配合等储能领域所需要的氢源仍有较大的差距。
内燃机在不同负荷率工况下燃料经济性不同， 一般来说，等量燃料在高负荷率时燃烧更充分，发出更多的机械能。采用储能系统与内燃机配合，可在作业负荷需求低时，让内燃机同时带动储能系统，提高内燃机的负荷率，将满足作业负荷需求之外多余的机械能储存利用，另外，交通工具的制动、减速、车辆的下坡等多余能量也可通过储能系统回收利用。如油电混合动力技术，将多余机械能转化为电能储存于蓄电池组，适当情况用储存的电能推动车辆，可节油7%-40%;但蓄电池组、大功率电力器件价格昂贵，使之普及困难。实际路面跑车时，向内燃机加入质量分数为4%左右的氢气，节油30-40%，污染大幅降低；但目前传统储氢技术不能为内燃机加氢混燃提供方便的氢源。

发明内容
本发明的目的是提供一种电化学锌-水制氢储氢系统，可成本低廉地循环大量产氢，使用寿命长、易线性放大，能实现与内燃机配合的应用。
本发明的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于将一个锌电极集流体与一个析气电极分隔开放入电解液中，正二价锌化合物存在于水溶液电解液中为锌源物质，构成电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位；在留出流体输入通道、流体输出通道、电极通道的密封容器内安装至少一个电化学锌-水制氢储氢体系单位，或经过电极串联或并联、或串并联组合连接的多个单位，构
成一个制氢储氢单元；再将各单元的流体输入通道、流体输出通道、电极通道分别串联或并联、或串并联组合连接，构成制氢储氢单元组；制氢储氢单元或单元组的流体输入通道、流体输出通道与安装有补水通道、连接气液分离装置的电解液储存容器及泵连接构成系统；根据容量要求设定锌电极与析气电极的间隔，根据单位时间制氢量设定制氢储氢单元个数；放电制氢时，将析气电极连接外电源负极，锌电极连接外电源的正极，通直流电，在每一个电化学体系单位上的外电压为500毫伏之内。
本发明系统配合内燃机的应用将系统的出气通道经管路与内燃机相接，并与作为电源的发电机连接；与内燃发电机组配合时，内燃机与发电机直接连接，交通工具的内燃机，需将发电机通过离合器与内燃机及传动系统连接或断开；利用内燃机工作时的多余机械能，转化为电能储氢，再放电制氢，向内燃机通入质量分数O. 1%_5%的氢配合碳氢燃料燃烧；充电储氢时产生的氧气也可以通入内燃机进一步促燃。
本发明的优点
本发明系统采用电沉积式锌电极，只需安装锌电极的集流体，加工简单，成本低廉，没有传统电池电极的形变及容量衰减问题，系统寿命远远长于常规蓄电池组。本系统易线性放大，可将几十、上百个制氢储氢单元经过串、并联或串并联组合形式连接，与电解液循环部分构成制氢储氢系统，可大量循环产氢；拆装、组合方便，可制成小型氢源，也可组合成大型的移动或固定氢源。可将水间接电解，先后产生氧气与氢气，分别通入内燃机，比将水直接电解产生氧气与氢气，通氢氧混合气入内燃机更安全，并能通入更大量的氧气与氢气；不需昂贵的蓄电池组、功率电子器件及电动机，就能达到混合动力相似的节能降污效果，成本大大降低，方便安装，易于普及。还可以应用于其他电能存储、促进燃烧、水间接电解产生氧气与氢气等领域。


图la为制氢储氢单元的电极竖直放置安装方式；
图lb为制氢储氢单元的电极水平放置安装方式；
图2a为压滤式密封结构制氢储氢单元组的零件组合示意图2b为图2a中压滤式密封结构的单元示意图；图3为电化学锌-水制氢储氢系统示例具体实施例方式
本发明的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于将电沉积式锌电极-电解液-析气电极组成的电化学锌-水制氢储氢体系安装在在留出流体输入通道、流体输出通道、电极通道的容器中，构成制氢储氢单元，将各单元的流
4体通道、电极通道分别组合连接，构成制氢储氢单元组，单元或单元组与安
装有补水通道，连接气液分离装置的电解液储存容器及泵连接构成系统；放电制氢时，将析气电极连接外电源负极，锌电极连接外电源的正极，通直流电，在每一个电沉积式锌电极-电解液-析气电极组成的电化学体系单位上的外电压小于500毫伏。具体说明如下
(1) 一个制氢储氢单元将一个锌电极与一个析气电极分隔开放入电解液中，就构成电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位。本发明系统采用电沉积式锌电极，只安装锌电极的集流体，正二价锌化合物存在于水溶液电解液中为锌源物质，充电储氢时将锌电极连接直流外电源负极，析气电极连接正极，通以直流电，正二价锌得到电子变为金属锌沉积于锌电极的集流体上；放电制氢时，金属锌通过外电路失去电子，转化为正二价锌化合物回到电解液中，如此循环。
将电沉积式锌电极_电解液-析气电极组成的电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位或经过电极串联或并联或串并联组合连接的多个单位，安装在留出流体输入通道、流体输出通道、电极通道的密封容器内，构成一个制氢储
氢单元。
单元中电极安装方式有两种， 一种是竖直放置电极，如图la， 一种是水平放置电极，如图lb。
电极竖直放置图la中，是安装并联的两个单位构成一个制氢储氢单元的示例。析气电极1加工或弯折成各竖直面与下水平面封闭相连、上部开口的形状，像个上部开口的盒子，析气电极1采用多孔材料，电解液通过流体输入通道灌注入密封容器内，可透过析气电极1的微孔，浸泡析气电极1和锌电极2，锌电极一般采用平面形状，析气电极1将锌电极2从下部水平面及各竖直面包围，使得在充电、放电等过程中锌电极2上掉落的锌颗粒，因大于析气电极1的微孔，只能落在析气电极1上，锌颗粒接触析气电极1会失去电子，转化为锌的氧化产物回到电解液中，包围锌电极2的析气电极1起到消除掉落的锌颗粒的作用。这种方式，方便于小容量浅充浅放的情况。密封容器5内有电解液6，并有流体输入通道7、流体输出通道8，析气电极1内壁可以衬有隔膜4，析气电极1与锌电极2之间有隔网或隔片3，其端面与析气电极1内壁固定，析气电极1上端与容器5外电源相连；锌电极2上端与容器5外电源相连。可以安装至少一个电化学体系单位或经过电极串、并联或串并联组合形式连接的多个单位。
电极水平放置见图lb，其特征在于在各个密封容器5内部设析气电极1、下部设锌电极2，每个容器中只安装一个电化学体系单位，构成一个制氢储氢单元。在充电、放电过程中掉落的锌颗粒只能落在下部的锌电极2处。这种方式，便于增大容量，还方便采用双极式叠层结构，减小体积。
(2) 制氢储氢单元组由流体通道将各单元分别串联或并联或串并联组合连接，电极由电极通路分别经过串联或并联或串并联组合连接，构成制氢储氢单元组。
不同的密封结构连接方法相似，压滤式密封结构构成制氢储氢单元组更为简单。压滤式密封结构制氢储氢单元组，如图2a所示在密封材料上，如橡胶板，中央割去方形或矩形,形成四周等宽、中间是透空的压滤板9，压滤板9、隔板10、端板11上分别加工出槽或孔形成流体输入通道7、流体输出通道8。将多个压滤板9与数个隔板10、两个端板11对齐，压在一起形成流体通道相通的多个密封容器组成的制氢储氢单元组。
每个容器内可以安装一个或多个电极竖直放置的电沉积式锌电极2-电解液6-析气电极1组成的电化学体系单位，或者安装一个电极水平放置的电化学体系单位。
示例图2a 、 2b中每个容器内安装一个电化学体系单位，不加隔膜4，析气电极1与锌电极2集流体用隔网3及橡胶或塑料剪成M形的隔片12分隔开，每单元有三层压滤板9，实际应用可以增减。图2a中两电极在上部分别伸出，用于连接外电路，构成一个制氢储氢单元；数个单元用螺杆13、螺帽14拧压紧，单元之间以隔板10分隔，按图形成并联的流体通道，各电化学单位通过在上部分别伸出的电极串并联，形成电的通道，即构成压滤式密封结构的制氢储氢单元组。
根据容量要求设定锌电极2与析气电极1的间隔及压滤板9的层数，根据单位时间所需制氢量设定制氢储氢单元个数；根据析气电极总面积，可以大约计算出单位时间一个单元制氢量外电源拖动放电时，每平方厘米析气电极1上的制氢电流在10毫安到200毫安，在常温常压下对应约0. 07毫升/分钟到1.4毫升/分钟的制氢气量， 一般按每平方厘米析气电极50毫安制氢电流对应约0.35毫升/分钟计算，确定单位时间一个单元制氢量后，单位时间总制氢量除以单位时间一个单元制氢量为单元个数。
(3) 制氢储氢系统上述制氢储氢单元或单元组的流体输入通道，流体输出通道与安装有补水通道，连接气液分离装置的电解液储存容器及泵连接构成系统。
如图3所示，制氢储氢单元或单元组15为密封容器，其上端有流体输入通道7，流体输出通道8分别与电解液储存容器16相连，在电解液储存容器16与流体输入通道7之间安置泵19为动力，构成电解液闭合循环系统。电解液储存容器16上分别安装补水通道17、气液分离装置18。电解液储存容器16底部设析氢金属网或片21，用于消除循环的电解液6带出的锌颗粒，掉落的锌颗粒接触具有析氢功能的金属网或片21会失去电子，转化为锌的氧化产物回到电解液中。泵前可安装过滤器23。电解液6在整个系统中间歇或连续循环，可以使电解液6浓度均一，并减弱电极反应的极化阻力，使锌沉积得更均匀，增大容量。
部件制备及性能析气电极1采用析氢兼析氧功能的电极，可采用泡沫镍压平片、多孔镍片或在金属钢、铁、镍材质的网、多孔带、多孔板材、多孔片材、泡沫金属等结构上镀镍等具有较强的析氢兼析氧功能的成份构成，由单片或多片组合而成。析氢金属网或片21可采用泡沫镍压平片、多孔镍片或在金属钢、铁、镍材质的网、多孔带、泡沬金属等结构上镀镍等具有较强的析氢功能的材料构成。
锌电极2集流体采用金属网或金属带等导体，如紫铜网或带；可在导体表面经电镀或者复合镀等方法处理制成，如镀铅或镀锡的冲孔黄铜带、黄铜网、泡沫黄铜等。
隔网或隔片3，采用耐电解液腐蚀的非导体廉价材料，如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料网或片，或耐碱性电解液的橡胶等。隔膜4材料需有好的离子导电性和亲液性。隔膜4可选择各种电池隔膜或其它耐碱、寿命长的
廉价材料，如聚乙烯毡、氧化锆纤维纸、维尼纶无纺布、尼龙布等，或其组合。
电解液6，采用PH大于4，浓度为0. 05Mol/L-15Mol/L的碱性水溶液，优选氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液或其混合物，或者选用碱金属或碱土金属的碳酸盐、硫酸盐、氟化盐等水溶液或其混合物，电解液6中加入正二价锌化合物为锌源物质，锌化合物一般采用浓度大于O. lMol/L的溶液，或者带有沉淀的过饱合溶液。
流体输入通道7、流体输出通道8、密封容器5皆可采用耐电解液腐蚀的材料，如聚乙烯、聚丙烯等塑料，或耐碱性电解液的橡胶材料等。端板ll用硬质板，如金属板、玻璃钢板等，隔板10可以用硬质板如玻璃钢板等，也可以用橡胶，塑料等材料。密封容器5可采用塑料焊接等形式的密封结构，也可采用化工常用的压滤式密封结构，即将密封材料中间加工出空间，用硬质板夹压形成密封容器，这种结构加工、拆装、组合方便。
本系统使用先打开电解液储存容器16的补水阀20,从补水通道17补水，冬天等寒冷情况可以直接补充碎冰，补水后关闭补水阀20。用泵19带动，循环电解液6。需储存氢气时，外接电源负极接在锌电极2上，外接电源正极接在析气电极1上，通以直流电，令每个锌电极-电解液-析气电极组成的电化学体系单位的电压要大于1.66伏的理论电压， 一般小于3.00伏，溶液中的正二价锌化合物在锌电极2集流体上得到电子，被还原成锌，发生电沉积，锌层逐渐增长；在析气电极1上，发生与水相关的氧化反应，生成氧气，经流体输出通道8、气液分离装置18和出气通道22排出。
制氢气时，在析气电极1发生水的还原反应，释放出氢气，锌电极2上发生锌的氧化反应。锌的氧化产物又回到电解液溶液6中，氢气经流体输出通道8、气液分离装置18和出气阀22排出。外电路中可用可变电阻等电子元件或装置调节放电制氢电流，极方便地控制产氢量。还可以通过间歇放电的方法得到更大的制氢电流，即放电数秒，休息数秒，如此反复，令放电产生的极化减弱。
需更大单位时间制氢量时，可采用外电源拖动放电的方法，即与充电时电极接法相反，将锌电极2连接在外电源的正极上，而将析气电极1连接在外电源的负极上，通以直流电，在每一个电沉积式锌电极-电解液-析气电极组成的电化学体系单位上的外电压为500毫伏之内，拖动系统产生更大制氢电流。拖动制氢所耗电能，相当于充电能的二十分之一到五分之一左右，单位时间制氢量可增大十倍左右。
单位时间制氢量小时，氢气量与制氢电流有很好的对应关系，每个电化学体系单位在常温常压下每安培电流对应约7毫升/分钟制氢气量。
充电容量的控制可采用控制充电时间、电量、电压以及电流等多种形式。
电流及散热量较大时，连续循环电解液，并可在流体输入通道7、流体输出通道8、电解液储存容器16等处安装散热器；在电流及散热量较小时，可
间歇循环。
与内燃机配合应用时，在内燃机旁安装本发明的系统与发电机，及简单的控制装置；将系统的出气通道22经管路与内燃机相接；将内燃机工作时的多余机械能通过发电机转化为电能向电化学锌-水制氢储氢系统充电储氢后，放电制氢通入内燃机混燃；充电储氢时产生的氧气也可以通入内燃机进一步促燃。
当作业负荷需求低时，包括怠速时，让内燃机作业同时带动发电机，提高内燃机的负荷率，将满足作业负荷需求之外多余的机械能转化为电能，向电化学锌-水制氢储氢系统充电储氢，充电时产生的氧气通入内燃机促燃，这样充电几十秒到几分钟；然后，拖动放电制氢几十秒到几分钟，氢气通入内燃机，配合燃料燃烧；这样浅充浅放，如此反复循环。
以上让内燃机作业同时带动发电机，内燃发电机组情况下，内燃机与发电机直接连接，内燃机交通工具情况下，需将发电机通过离合器与内燃机连接。
在内燃机交通工具制动、减速、下坡情况下，将发电机通过离合器与内燃机断开，与传动系统连接，将交通工具的制动、减速、下坡等多余机械能 转化为电能储氢，再放电制氢，向内燃机通入氢配合碳氢燃料燃烧。
可以向进气道加氢，简单但需氢量较大。氢量较大时一般还要安装防回 火器；汽油机情况下还要用混合器，混合入部分空气，柴油机因空气过量， 可不用混合器。也可以经特殊装置向气缸内直接喷氢，需氢量很少，效果好。 向内燃机加入富氧空气， 一般直接在进气道处加。 实施例
以下实施例皆采用压滤式密封结构，如图2a安装，压滤板9与隔板10 用3mm厚橡胶板，端板11用7mm厚有机玻璃板。析气电极1采用压平泡沫镍 片。压滤式密封结构的每一个制氢储氢单元，只安装一个电化学体系单位。 单元或单元组与500毫升电解液储存瓶、恒流泵连接，电解液储存瓶连接用 于气液分离的250毫升洗气瓶，洗气瓶连接气体输出管构成系统。
例1竖直放置电极的一个制氢储氢单元采用80目镀锡黄铜网为锌电极 2集流体，10目聚乙烯网为隔网3，隔出2mm宽的空间，聚乙烯接枝膜为隔膜 4，电解液6为含4%氧化锌、33%氢氧化钾的水溶液(质量浓度)，析气电极面 积为16cm2，电解液间歇循环。试验l:恒电流0.8安充电，充电时间5-6分钟，电压2. 1-2. 5伏；不加 外电压，只将析气电极与锌极在外电路通过万用表20安电流档放电制氢，30 分钟放完。如此充电、放电反复循环十次。
试验2:恒电流0. 8安充电，充电时间8分钟，电压2. 1-2. 5伏；拖动放 电0. 8安左右，放电时间6分钟，每单元电压负50-180毫伏，放电时负电压 表示用外电源拖动放电。如此充电、放电反复循环十次，充电时放氧气量较 小，放电时出氢气量明显增大。制氢气量可达每分钟5毫升左右。
例2 水平放置电极的一个制氢储氢单元析气电极l采用两层泡沫镍 片，析气电极1有效面积15cm2， 80目镀锡黄铜网为锌电极2集流体，隔网3 用10目聚乙烯网，设置6层，隔出6腿宽的空间，不安装隔膜4，电解液6 为含4%氧化锌、33%氢氧化钾的水溶液(质量浓度)，电解液连续循环。
以0.5安培电流恒流充电，充电时间2小时，电压2. 1-2.5伏。不拖动 放电，只将析气电极与锌极在外电路通过万用表电流档放电制氢，至电压小 于1毫伏止，充电、放电如此反复循环十次。
例3竖直放置电极的45个制氢储氢单元采用0. 1毫米厚的紫铜片为 锌电极2集流体，3mm厚橡胶剪成M形为隔片12，孔径为1. 5厘米的聚四氟 乙烯网为隔网3，隔出4mm宽的空间，不加隔膜4。含饱合氧化锌、40%氢氧 化钾、1.5%氢氧化锂(质量浓度)的水溶液为电解液6，析气电极面积为每 单元60cm2。制氢电流可达1.5到4.0安。9个制氢储氢单元电路串联，采用8个隔板10， 2个端板11，压滤方式组装为一组，5组间电路与流体通路分别 串联，该系统析气电极总面积2700平方厘米，电解液连续循环，制氢储氢系 统采用小容量浅充浅放方式工作。
充电储氢，电压110伏至130伏，持续3分钟；外电源拖动放电制氢， 电压负6伏至负18伏，持续2分钟；如此反复循环十次。总单位时间制氢量 可达0. 45升/分钟至1. 22升/分钟。
例4 系统配合内燃机的应用
用例3的电化学锌-水制氢储氢系统，配合额定功率650瓦的汽油发电机 (上海扬科发动机公司生产)
在汽油发电机的发动机化油器与进气口之间安装三通，三通依次连接防 回火器，空气混合器，系统出气通道22。发电机交流输出端连接调压器输入 端，调压器输出端接整流桥，用整流桥连接制氢储氢系统的电极，向系统输 送直流电。发动机运转时，进气口产生负压，制氢储氢系统产生的氧气与氢 气，分别通过系统出气通道22，通入空气混合器，与空气混合后经防回火器 被吸入汽油发动机进气口。在油管处安装油量精确测量装置。
试验(1)启动汽油发电机，先不接负荷，不连接制氢储氢系统，令其处 于怠速状态，测量其耗油率。
试验(2)启动汽油发电机，连接锌-水制氢储氢系统，对制氢储氢系统进 行充电，用调压器调节充电电压110至130伏，产出的氧气通入进气口，测 量其耗油率。单独加氧3到6分钟，油耗比怠速时少5%到20。％。
试验(3)，继试验(2)，反接输出端，改变电流方向，降低调压器输出 电压，电压负6伏至负18伏，拖动制氢储氢系统放电，产生的氢气也通入进 气口，测量其耗油率。单独加氢2到4分钟，油耗比怠速时少6%到22%。
试验(4)启动汽油发电机，连接锌-水制氢储氢系统，先对制氢储氢系统 进行充电，用调压器调节充电电压110伏至130伏，充电产氧的时间为3分 钟，产出的氧气通入进气口，然后，立刻反接输出端，改变电流方向，降低 电压，拖动电压负6伏至负18伏(负电压表示拖动放电)，拖动锌-水制氢储 氢系统放电制氢，氢气通入进气口，充电产氢的时间为2分钟，如此反复充 放，交替产生氧气与氢气，分别通入发动机进气口，测量其耗油率，结果交 替加氧加氢时的油耗比怠速时少6%到15%。
加氢混燃的氢质量占内燃机消耗的燃料加上氢总共质量的0. 1%_5%，可以 根据内燃机单位时间燃料消耗率确定单位时间需氢质量，换算出单位时间总 制氢量范围；再通过每个制氢储氢单元析气电极面积估算或实验，确定一个. 单元单位时间制氢量后，用总单位时间制氢量除以一个单元单位时间制氢量 确定制氢储氢系统单元个数。如例4，额定功率650瓦的汽油发电机怠速状态耗油率测定为5. 55克/分钟，计算0. 056克氢/分钟为燃料加上氢总共质量的 1%，在常温常压下对应约627毫升/分钟的单位时间制氢量。准备通入质量分 数1. 5%的氢配合燃料燃烧，需氢约941毫升/分钟。例3每个制氢储氢单元析 气电极面积60cm2, —般按每平方厘米析气电极50毫安制氢电流对应约0. 35 毫升/分钟，计算为约21毫升/分钟的单位时间制氢量；941除以21约等于 45，估算需安装45个制氢储氢单元；安装9个制氢储氢单元串联为1组，5 组串联共45个制氢储氢单元，实验测定单位时间总制氢量可达0. 45升/分钟 至1.22升/分钟。可以向例4中怠速状态下的汽油发电机提供质量分数约 0. 72%-1. 95%的氢配合燃料燃烧。
权利要求
1、一种电化学锌-水制氢储氢系统，采用电沉积式锌电极，其特征在于将一个锌电极集流体与一个析气电极分隔开放入电解液中，正二价锌化合物存在于水溶液电解液中为锌源物质，构成电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位；在留出流体输入通道、流体输出通道、电极通道的密封容器内安装电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位，或经过电极串联或并联、或串并联组合连接的多个单位，构成一个制氢储氢单元；再将各单元的流体输入通道、流体输出通道、电极通道分别串联或并联、或串并联组合连接，构成制氢储氢单元组；制氢储氢单元或单元组的流体输入通道、流体输出通道与安装有补水通道、连接气液分离装置的电解液储存容器及泵连接构成系统；放电制氢时，将析气电极连接外电源负极，锌电极连接外电源的正极，通直流电，在每一个电化学体系单位上的外电压小于500毫伏。
2、 根据权利要求1所述的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于系统作 业方式充电储氢时正二价锌得到电子变为金属锌沉积于锌电极的集流体上； 放电制氢时，金属锌通过外电路失去电子，转化为正二价锌化合物回到电解 液中，如此循环。
3、 根据权利要求1所述的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于充 电储氢时，外电源给每个锌电极-电解液-析气电极组成的电化学体系单位的电压大于1. 66伏，小于3. 00伏；放电制氢时，每平方厘米析气电极对应0. 07 毫升/分钟到1. 4毫升/分钟的制氢气量。
4、 根据权利要求1所述的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于制氢储氢单元中的电极竖直放置多孔析气电极(l)加工成各竖直面与下水平面封闭相连、上部开口的形状，将锌电极(2)从下部水平面及各竖直面包围。
5、 根据权利要求1所述的电化学锌-水制氢储氢系统，其特征在于制氢储氢单元中的电极水平放置在各个密封容器(5)内，上部设析气电极(l)、下部设锌电极(2)，每个容器中安装一个电化学体系单位。
6、 一种权利要求1所述电化学锌-水制氢储氢系统的应用，其特征在于当 电化学锌-水制氢储氢系统充电储氢后，放电制氢，向内燃机通入质量分数`0. 1%_5%的氢配合燃料燃烧；有本系统配合的内燃机当作业负荷需求低时，让内燃机同时带动发电机，提高内燃机的负荷率，将满足作业负荷之外多余的 机械能转化为电能，在电化学锌-水制氢储氢系统上充电储氢，充电时产生的 氧气也可以通入内燃机进一步促燃，充电几十秒到几分钟，然后拖动放电制氢几十秒到几分钟，氢气通入内燃机，配合燃料燃烧；如此反复循环。
全文摘要
一种电化学锌-水制氢储氢系统，采用电沉积式锌电极，其特征在于将一个锌电极集流体与一个析气电极分隔开放入电解液中，正二价锌化合物存在于水溶液电解液中为锌源物质，构成电化学锌-水制氢储氢体系的一个单位；密封容器内安装电沉积式锌电极-电解液-析气电极组成的电化学锌-水制氢储氢体系，构成制氢储氢单元；单元或单元组与安装有补水通道、连接气液分离装置的电解液储存容器及泵连接构成系统；放电制氢时，将析气电极连接外电源负极，锌电极连接外电源的正极，通直流电，在每一个电化学体系单位上的外电压小于500毫伏。系统可成本低廉地大量循环产氢，使用寿命长，方便线性放大，可用于配合内燃机节油减排及其他储能、促燃领域。
文档编号C01B3/00GK101560668SQ200810011048
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者潮 黄 申请人:潮 黄