一种节能型电解水制氢设备的制作方法

1.本发明涉及制氢设备技术领域，具体是一种节能型电解水制氢设备。


背景技术：

2.氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，具有燃烧清洁、发热值理想、运输方便等优点。氢能用途广泛，它既是一种化工原料，也是一种能源，还是一种储存介质，用以充当能源缓冲体，可以横跨电力、供热和燃料三个领域。氢能可与电能、热能进行协同互换，作为储存介质充当能源缓冲体，实现消纳可再生能源作用，提高能源系统的韧性。
3.目前制约电解水制氢技术发展的原因是制氢成本高和转化效率低；现有的电解水制氢设备是直接将阴阳电极安装在电解液中，并在电解槽的阴阳电极两端开设排气管道。但是阴阳电极在电解水时容易吸附氢气或氧气，从而导致氢气或氧气析出效率不高，并且容易导致电解效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种节能型电解水制氢设备，以解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节能型电解水制氢设备，包括设备支架、电解液存储箱和两个电解筒体，两个电解筒体均设置设备支架上且两个电解筒体通过连通管体相连通，所述电解液存储箱通过管路与连通管体相连通并向连通管体输送电解液；每个电解筒体内部均设置有电极组件，两个电极组件分别为电解阴阳极并电性连接；电极组件包括筒型电极板和催化剂部，所述筒型电极板顶部设有承托旋转轴，承托旋转轴顶部转动贯穿电解筒体顶壁并与设在设备支架上的驱动件相连接，所述催化剂部为多个并分布在筒型电极板的外壁上，相邻的两个筒型电极板之间形成一个容纳空间；所述电解筒体外壁上具有多个入射光组件且入射光组件能够生成光线透过电解筒体侧壁照射至容纳空间内；电解筒体的顶部侧壁上具有用于排出氢气或氧气的排气管。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：在一种可选方案中：所述驱动件包括驱动电机和传动件，所述传动件为皮带和皮带轮的组合，驱动电机的输出轴和承托旋转轴上均设有皮带轮且皮带环绕在两个皮带轮之间实现传动。
7.在一种可选方案中：所述入射光组件包括罩体、光产生器和透明窗，所述罩体可拆卸设在电解筒体外壁上，透明窗设在电解筒体侧壁上且位于罩体与电解筒体内部之间，所述光产生器设在罩体内部且光产生器产生的光线能够穿透透明窗。
8.在一种可选方案中：所述催化剂部的边侧上具有多个尖椎体，多个尖椎体线性均布在催化剂部上。
9.在一种可选方案中：所述尖椎体包括固定式尖锥和弹性尖锥，多个固定式尖锥及多个弹性尖锥相互错位设置。
10.在一种可选方案中：所述连通管体与管路的连接处具有两个滤网，两个滤网分别位于连通管体与管路的连接处的两侧；所述连通管体底部具有集渣槽且集渣槽弧底开设有排渣端口，排渣端口处安装有封盖板；两个滤网与集渣槽形成一个环圈。
11.在一种可选方案中：所述电解液存储箱和连通管体之间连接的管路中部具有预热组件，所述预热组件包括两个换热仓；两个换热仓分别对应连通两个电解筒体中的排气管，每个换热仓内部均设有换热螺旋管，两个换热螺旋管一端相连通，两个换热螺旋管的另一端通过连接管体与管路相连通。
12.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过设置入射光组件以及催化剂部可提高电解中的氧气和清晰的电解效率并快速析出；还通过旋转电极组件使得电解液产生紊流，可提高提升氧气和氢气气泡的脱附能力；2、本发明结构简单，通过光催化以及电极组件旋转，能够有效提高电解的效率，并提高析氧析氢的效果，实用性较强。
附图说明
13.图1为本发明的一个实施例中的该设备整体结构示意图。
14.图2为本发明的一个实施例中的电解筒体内部结构示意图。
15.图3为本发明的一个实施例中的电极组件结构示意图。
16.图4为图1中a处局部放大结构示意图。
17.图5为本发明的一个实施例中的预热组件结构示意图。
18.附图标记注释：设备支架1、电解筒体2、电极组件21、筒型电极板211、催化剂部212、尖椎体213、固定式尖锥2131、弹性尖锥2132、容纳空间214、电解液存储箱3、连通管体4、预热组件5、换热仓51、连接管体52、换热螺旋管53、排气管6、承托旋转轴7、传动件8、驱动电机9、入射光组件10、罩体101、光产生器102、透明窗103、滤网11、集渣槽12、排渣端口13、封盖板14。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
20.在一个实施例中，如图1-图3所示，一种节能型电解水制氢设备，包括设备支架1、电解液存储箱3和两个电解筒体2，两个电解筒体2均设置设备支架1上且两个电解筒体2通过连通管体4相连通，所述电解液存储箱3通过管路与连通管体4相连通并向连通管体4输送电解液；每个电解筒体2内部均设置有电极组件21，两个电极组件21分别为电解阴阳极并电性连接；电极组件21包括筒型电极板211和催化剂部212，所述筒型电极板211顶部设有承托旋转轴7，承托旋转轴7顶部转动贯穿电解筒体2顶壁并与设在设备支架1上的驱动件相连接，所述催化剂部212为多个并分布在筒型电极板211的外壁上，相邻的两个筒型电极板211
之间形成一个容纳空间214；所述电解筒体2外壁上具有多个入射光组件10且入射光组件10能够生成光线透过电解筒体2侧壁照射至容纳空间214内；电解筒体2的顶部侧壁上具有用于排出氢气或氧气的排气管6；在本实施例的实施过程中，电解液存储箱3内存储的电解液经管路输送至连通管体4并且电解液在两个电解筒体2之间流动，电解筒体2内的两个电极组件21分别作为电极的阴阳电极，可实现对电解液中的水分进行电解，释放出氢气和氧气；而在电解过程中，驱动件能够驱使两个承托旋转轴7同时旋转，从而承托旋转轴7的转动带动电极组件21转动，进而筒型电极板211上的催化剂部212能够使得电解液产生紊流，实现筒型电极板211与电解液充分接触，其次，入射光组件10生成的光线穿透电解筒体2侧壁并照射至容纳空间214内，容纳空间214的形成使得催化剂部212产生较多的光生空穴和光生电子；从而可提高阴阳极的氧化或还原的活性，提高析氧析氢的效率；其次，容纳空间214导致阳极吸收更多的光，光也转化为热，提升了阳极的温度，从而提升了阳极的光催化特性，也提升了氧气和氢气气泡的脱附能力；并且随着整个电极组件21的旋转，入射光组件10生成的光线可对筒型电极板211外壁进行全面间歇性照射，并且在光线照射不到的容纳空间214处，可具有一定时间进行析氧析氢；从而可进一步提升制氢的效率；在一个实施例中，如图1所示，所述驱动件包括驱动电机9和传动件8，所述传动件8为皮带和皮带轮的组合，驱动电机9的输出轴和承托旋转轴7上均设有皮带轮且皮带环绕在两个皮带轮之间实现传动；利用驱动电机9的动力以及皮带和皮带轮的传动可实现承托旋转轴7的转动，其中，驱动件还是相啮合的一对齿轮或链条及链轮的组合；在一个实施例中，如图2所示，所述入射光组件10包括罩体101、光产生器102和透明窗103，所述罩体101可拆卸设在电解筒体2外壁上，透明窗103设在电解筒体2侧壁上且位于罩体101与电解筒体2内部之间，所述光产生器102设在罩体101内部且光产生器102产生的光线能够穿透透明窗103；在本实施例中，由于罩体101可拆卸而使得光产生器102便于拆卸及更换，并且光产生器102生成的光线直接透过透明窗103作用在电极组件21上而实现提升电解析氧析氢的效率。
21.在一个实施例中，如图3所示，所述催化剂部212的边侧上具有多个尖椎体213，多个尖椎体213线性均布在催化剂部212上；在本实施例中，由于筒型电极板211在驱动件的驱使下旋转，从而尖椎体213随之转动并使得电解液产生更强紊流，便于氢气和氧气从电极组件21上脱附。
22.在一个实施例中，如图3所示，所述尖椎体213包括固定式尖锥2131和弹性尖锥2132，多个固定式尖锥2131及多个弹性尖锥2132相互错位设置；在本实施例中，通过催化剂部212的旋转，弹性尖锥2132具有摆动性，从而可产生更多幅度的摆动，从而在尖椎体213附近产生更强的紊流，进一步提升氢气和氧气的脱附；在一个实施例中，如图1和图4所示，所述连通管体4与管路的连接处具有两个滤网11，两个滤网11分别位于连通管体4与管路的连接处的两侧；所述连通管体4底部具有集渣槽12且集渣槽12弧底开设有排渣端口13，排渣端口13处安装有封盖板14；两个滤网11与集渣槽12形成一个环圈；在本实施例中，两个滤网11能够过滤掉电解液存储箱3导入两个电解筒体2内电解液中的杂质，并且杂质会滑落至集渣槽12的弧底处；杂质可由排渣端口13处排出以及排渣端口13还能排出滞留在连通管体4内部的电解液；
在一个实施例中，如图1和图5所示，所述电解液存储箱3和连通管体4之间连接的管路中部具有预热组件5，所述预热组件5包括两个换热仓51；两个换热仓51分别对应连通两个电解筒体2中的排气管6，每个换热仓51内部均设有换热螺旋管53，两个换热螺旋管53一端相连通，两个换热螺旋管53的另一端通过连接管体52与管路相连通；在本实施例中，管路中的电解液经连接管体52导入换热螺旋管53内部；而电解液析出的氢气及氧气经排气管6分别导入两个换热仓51内部，氢气及氧气携带有热量并与换热螺旋管53产生热交换，进而可对电解液进行预热；对电解液加热可实现快速的析氧析氢；上述实施例公布了一种节能型电解水制氢设备，其中，电解液存储箱3内存储的电解液经管路输送至连通管体4并且电解液在两个电解筒体2之间流动，电解筒体2内的两个电极组件21分别作为电极的阴阳电极，可实现对电解液中的水分进行电解，释放出氢气和氧气；而在电解过程中，驱动件能够驱使两个承托旋转轴7同时旋转，从而承托旋转轴7的转动带动电极组件21转动，进而筒型电极板211上的催化剂部212能够使得电解液产生紊流，实现筒型电极板211与电解液充分接触，其次，入射光组件10生成的光线穿透电解筒体2侧壁并照射至容纳空间214内，容纳空间214的形成使得催化剂部212产生较多的光生空穴和光生电子；从而可提高阴阳极的氧化或还原的活性，提高析氧析氢的效率；其次，容纳空间214导致阳极吸收更多的光，光也转化为热，提升了阳极的温度，从而提升了阳极的光催化特性，也提升了氧气气泡的脱附能力；并且随着整个电极组件21的旋转，入射光组件10生成的光线可对筒型电极板211外壁进行全面间歇性照射，并且在光线照射不到的容纳空间214处，可具有一定时间进行析氧析氢；从而可进一步提升制氢的效率。
23.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。