一种原动机供能的电解装置和系统的制作方法

本发明涉及可再生电力领域，特别涉及一种原动机供能的电解装置和系统。

背景技术：

1、电解(electrolysis)是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质(电解液)，在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。

2、将电能转化为化学能的装置叫电解池。将直流电通过电解质溶液或熔体，使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程称为电解。电解过程应当尽可能采用较低成本的原料，提高反应的选择性，减少副产物的生成，缩短生产工序，便于产品的回收和净化。

3、现有技术中，以风力发动机或水力发动机等原动机为供能实现电解工艺时，一般需要设有交流发电机-整流器来将机械能转化为直流电，然后再通过直流电源来为电解池提供用于电解的直流电能。

4、发明人经过研究发现，现有技术中对风力水力等可再生能源进行利用，其将机械能转化为化学能的方式，不但存在结构过于复杂，或，能量转换过程中能量损耗过大的缺陷，还会因为原动机的供能波动对电解过程的稳定性造成相应的负面影响。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于消除现有技术中电解装置所存在的结构过于复杂、能量损耗过大和功率平衡失衡问题。

2、本发明提供了一种原动机供能的电解装置，包括传动部件和电解单元、直流电接口；所述电解单元包括可旋转磁路和环状电解池；

3、所述环状电解池内注有电解液；所述环状电解池包括电解池隔膜；所述电解池隔膜用于将电解液分隔为阴极室和阳极室；所述阴极室和所述阳极室分别设有阴极板和阳极板；所述阴极板和所述阳极板引出直流电接口；

4、所述可旋转磁路包括穿过所述环状电解池的环孔的转动轴，和，分别位于所述电解池隔膜两侧且与所述电解池隔膜垂直的一对或多对极靴；

5、所述传动部件的一端与旋转原动机传动连接，所述传动部件的另一端的与所述转动轴传动连接，用于驱动所述转动轴；

6、被驱动的所述转动轴能够带动极靴对在所述环状电解池的两侧转动；所述转动使所述电解池隔膜两侧的电解液之间生成感生电势和感生电流；

7、所述直流电接口通过逆变-整流器与电网并网连接，用于根据第一预设规则向所述电网输出电能或从所述电网中接收电能。

8、在本发明的另一面，还提供了另一种原动机供能的电解装置，包括传动部件、电解单元、直流电接口；所述电解单元包括可旋转磁路和环状电解池；

9、所述环状电解池内注有电解液；所述环状电解池包括电解池隔膜；所述电解池隔膜用于将电解液分隔为阴极室和阳极室；所述阴极室和所述阳极室分别设有阴极板和阳极板；所述阴极板和所述阳极板引出直流电接口；

10、所述可旋转磁路包括穿过所述环状电解池的环孔的转动轴，和，分别位于所述电解池隔膜两侧且与所述电解池隔膜垂直的一对或多对极靴；

11、所述传动部件的一端与旋转原动机传动连接，所述传动部件的另一端的与所述转动轴传动连接，用于驱动所述转动轴；

12、被驱动的所述转动轴能够带动极靴对在所述环状电解池的两侧转动；所述转动使所述电解池隔膜两侧的电解液之间生成感生电势和感生电流；

13、所述直流电接口通过dc/dc变换器与接储能装置电路连接，用于根据第二预设规则向所述接储能装置输出电能或从所述接储能装置中接收电能。

14、优选的，在本发明中，还包括处理单元和监测单元；

15、所述监测单元用于实时采集所述阴极板和所述阳极板间的电压数据；

16、所述处理单元用于以所述电压数据为参数，根据所述第一预设规则生成所述逆变-整流器的功率输送方向的控制指令，或，根据所述第二预设规则生成所述dc/dc变换器的功率输送方向的控制指令。

17、优选的，在本发明中，所述电解池隔膜设为与所述转动轴的轴向平行，用于将电解液分隔为内外两侧时，所述可旋转磁路的结构为：

18、所述转动轴作为磁体穿过由所述环状电解池围合而成的圆孔且所述转动轴的上下两端分别设有极靴构成极靴对；所述环状电解池位于极靴对之间。

19、优选的，在本发明中，的所述极靴为圆盘状且其外沿与所述环状槽的外缘适配。

20、优选的，在本发明中，所述磁体包括永久磁铁或电磁铁。

21、优选的，在本发明中，所述永久磁铁为高蓄能永久磁铁。

22、优选的，在本发明中，所述环状电解池包括多个互相独立的子腔体；每个所述子腔体中均设有电解池隔膜、阴极板和阳极板。

23、优选的，在本发明中，所述传动部件还包括转速变速机构；

24、所述转速变速机构设于所述旋转原动机和所述转动轴之间，用于控制所述转动轴的转速。

25、在本发明的另一面，还提供了一种原动机供能的电解系统，包括旋转原动机，和，上述的原动机供能的电解装置。

26、优选的，在本发明中，所述旋转原动机包括：

27、风力发动机、热力发动机或水力发动机。

28、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

29、通过以上方案可知，本发明中原动机供能的电解装置中，其电解单元包括了可旋转磁路和环状电解池，可旋转磁路在旋转的时候能够在环状电解池的阴极室和阳极室间的电解液中生成感生电势和感生电流，这样，在设有与旋转原动机传动连接的传动部件后，可以通过旋转原动机的机械能来驱动在电解液中生成用于对电解液进行电解的感生电势和感生电流，这样就直接将机械能转换为了化学能，进而实现了电解。

30、由于本发明中的电解池不需要设置直流电源，可以直接将旋转原动机的机械能转换为电解能量，减少了能量转换的环节，因此可以有效的简化电解单元的结构，并降低由于能量转换所造成的能量损耗。

31、此外，由于本发明中还设置有直流电接口，可以连接外部电网或储能装置，以实现在旋转原动机的供能出现波动时，根据电解单元的电能需求，将过剩的电能输送至外部电网或储能装置，或是，当旋转原动机的供能不足时通过外部电网或储能装置的辅助供能来实现电解单元的功率平衡，从而有效地提高了电解过程的稳定性。

32、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

技术特征：

1.一种原动机供能的电解装置，其特征在于，包括传动部件、电解单元、直流电接口；所述电解单元包括可旋转磁路和环状电解池；

2.一种原动机供能的电解装置，其特征在于，包括传动部件、电解单元、直流电接口；所述电解单元包括可旋转磁路和环状电解池；

3.根据权利要求1或2所述的原动机供能的电解系统，其特征在于，还包括处理单元和监测单元；

4.根据权利要求3所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，所述电解池隔膜设为与所述转动轴的轴向平行，用于将电解液分隔为内外两侧时，所述可旋转磁路的结构为：

5.根据权利要求4所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，的所述极靴为圆盘状且其外沿与所述环状槽的外缘适配。

6.根据权利要求5所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，所述磁体包括永久磁铁或电磁铁。

7.根据权利要求6所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，所述永久磁铁为高蓄能永久磁铁。

8.根据权利要求3所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，所述环状电解池包括多个互相独立的子腔体；每个所述子腔体中均设有电解池隔膜、阴极板和阳极板。

9.根据权利要求3所述的原动机供能的电解装置，其特征在于，所述传动部件还包括转速变速机构；

10.一种原动机供能的电解系统，其特征在于，包括旋转原动机，和，如权利要求1至9中任一所述的原动机供能的电解装置。

11.根据权利要求10所述的原动机供能的电解系统，其特征在于，所述旋转原动机包括：

技术总结
本发明公开了一种原动机供能的电解装置和系统，其中所述原动机供能的电解装置包括传动部件和电解单元、直流电接口；电解单元包括可旋转磁路和环状电解池；环状电解池内注有电解液、阴极室和阳极室；阴极室和阳极室的阴极板和阳极板引出，设有直流电接口；传动部件的一端与旋转原动机传动连接，另一端的转动轴传动连接；转动轴转动使电解池隔膜两侧的电解液之间生成感生电势和感生电流；直流电接口通过逆变‑整流器与电网并网或通过DC/DC变换器接储能装置，用于输出或接收电网或储能装置的电能。本发明可以提高原动机电解的稳定性，并降低多次能量转换所造成的能量损耗。

技术研发人员：时振堂,周金广,董翠翠,董杰,熊楠,柴晓华
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12