1.一种固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,包括氢水发生单元、氧气导出管和封装元件,所述氢水发生单元包括由下往上依次设置的氧析出集流片、固体聚合物电解质膜和氢析出集流片,所述封装元件用于封装所述氢水发生单元,所述氧气导出管用于将电解产生的氧气导流至大气环境中;
与所述氧析出集流片相对的固体聚合物电解质膜一侧表面通过具有质子传导功能的粘接剂涂覆有析氧催化剂层,与所述氢析出集流片相对的固体聚合物电解质膜一侧表面通过具有质子传导功能的粘接剂涂覆有析氢催化剂层,所述析氢催化剂为纳米铂黑、碳载铂、纳米铱、碳载铱中的任意一种,所述析氧催化剂为纳米铱、纳米氧化铱、纳米铂、纳米氧化铂、纳米钌、纳米二氧化钌中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述氢析出集流片为负极极片,所述氢析出集流片的基底为钛或钛合金材质,开孔率为40~80%。
3.根据权利要求2所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述氢析出集流片表面还修饰有一层金属,所述金属为铂、铱、钯、钌的至少一种。
4.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述氧析出集流片为正极极片,所述氧析出集流片的基底为钛或钛合金材质,开孔率为40~80%。
5.根据权利要求4所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述氧析出集流片表面还修饰有一层金属,所述金属为铂、铱、钯、钌的至少一种。
6.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述析氢催化剂层和所述粘接剂按照质量比1:0.5~2.0的比例混合后,涂覆于所述固体聚合物电解质膜一侧表面,固体聚合物电解质膜上单位面积的催化剂担载量为0.5~4mg/cm2。
7.根据权利要求6所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置,其特征在于,所述析氧催化剂层和所述粘接剂按照质量比1:0.5~2.0的比例混合后,涂覆于所述固体聚合物电解质膜另一侧表面,固体聚合物电解质膜上单位面积的催化剂担载量为0.5~5mg/cm2。
8.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置的制备方法,其特征在于,具体按照如下步骤实施:
S1:将析氢催化剂混以具有质子传导功能的粘接剂涂覆于固体聚合物电解质膜电极一侧,析氢催化剂与粘接剂按照质量比1:0.5~2.0的比例混合,固体聚合物电解质膜上单位面积的催化剂担载量为0.5~4mg/cm2;
S2:将析氧催化剂混以具有质子传导功能的粘接剂涂覆于固体聚合物电解质膜另外一侧,析氧催化剂与粘接剂按照质量比1:0.5~2.0的比例混合;固体聚合物电解质膜上单位面积的催化剂担载量为0.5~5mg/cm2;
S3:将涂覆有催化剂的固体聚合物电解质膜在120~180℃,1~5Mpa条件下热压2~5min后取出,自然冷却后裁剪至所需形状;
S4:按照自下而上的装配顺序装配氧析出集流片、固体聚合物电解质膜和氢析出集流片,得到氢水发生单元,将所述氢水发生单元用封装元件进行密封,并设置将电解产生的氧气导流至大气环境中的氧气导出管。
9.一种如权利要求1~7任一项所述的固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置在富氢水杯中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,将所述固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置安置于杯子底部,氢析出集流片与杯中的水接触;外电路对所述固体聚合物电解质膜电极氢水发生装置供给直流电,氧析出集流片接正极,氢析出集流片接负极,供给的直流电压范围为3.7~5.5V。