片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置的制作方法

本技术属于电解制氢领域，涉及设有铜锌锡硫电催化剂层片状石墨电极的电解制氢装置。

背景技术：

1、氢能源是绿色环保的技术，电解水制氢是氢气的一个来源，受制于电解效率的限制，制氢成本降不下来，科研人员研究出铜锌锡硫电催化剂（czts）附着于石墨电极上来提高电解效率，为获得大的附着面积，采用片状石墨电极是有效方式。目前的石墨电极附着催化剂层的方法，如磁控溅射法、沉积法等方式仍存在贴紧度不足的问题，不能满足长时间使用，对于催化剂层使用过程中脱落导致电解效率下降的问题，更换阳极板是解决办法，但目前的电解装置，阳极板更换结构存在难以操作，易损坏片状石墨电极，导致片状石墨电极不能重复利用的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提出一种片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，

2、本实用新型的技术方案：片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，含有阴极、石墨阳极、氢气收集装置、隔膜、电解池，片状石墨电极表面设有铜锌锡硫电催化剂层，隔膜将电解池隔开，氢气收集装置连接片状石墨电极所在分隔室，片状石墨电极所在分隔室为矩形，片状石墨电极所在分隔室内设有安装板，安装板设有竖向卡槽，两侧竖向卡槽成对设置，其中一侧竖向卡槽上方设有导电块，导电块固定在安装板上，导电块竖直面与竖向卡槽所在竖直面平行，导电块与导电块间通过导电杆连接，导电杆通过导线连接电源，片状石墨电极设有导电凸块，导电凸块与导电块电连接，片状石墨电极插入竖向卡槽中；竖向卡槽、安装板均为非导电材料，片状石墨电极所在分隔室水面低于竖向卡槽高度。

3、进一步的，导电块与导电凸块设有对应配合的通孔，通孔螺栓紧固安装。

4、进一步的，电源采用光伏组件与 dc-dc整流电路。

5、优选地是：片状石墨电极表面的铜锌锡硫电催化剂层的厚度在50-500nm，为纳米片构成的球状分级结构，颗粒尺寸在5-10um。

6、本实用新型的有益效果：片状石墨电极更换方便，方便表面复合具备分级结构的铜锌锡硫纳米材料石墨电极的使用。铜锌锡硫电催化剂层的石墨电极表面改性，有效降低了电解制氢需要的过电势并提升了催化制氢反应速率，同时采用光伏电能作为电解制氢的电能来源，实现了氢能的绿色制备。

技术特征：

1.片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，含有阴极、石墨阳极、氢气收集装置、隔膜、电解池，片状石墨电极表面设有铜锌锡硫电催化剂层，隔膜将电解池隔开，氢气收集装置连接片状石墨电极所在分隔室，其特征是：片状石墨电极所在分隔室（1）为矩形，片状石墨电极所在分隔室（1）内设有安装板（2），安装板（2）设有竖向卡槽（3），两侧竖向卡槽（3）成对设置，其中一侧竖向卡槽（3）上方设有导电块（4），导电块（4）固定在安装板（2）上，导电块（4）竖直面与竖向卡槽（3）所在竖直面平行，导电块（4）与导电块（4）间通过导电杆（5）连接，导电杆（5）通过导线连接电源，片状石墨电极（6）设有导电凸块（7），导电凸块（7）与导电块（4）电连接，片状石墨电极（6）插入竖向卡槽（3）中；竖向卡槽（3）、安装板（2）均为非导电材料，片状石墨电极所在分隔室（1）水面低于竖向卡槽（3）高度。

2.根据权利要求1所述的片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，其特征是：导电块（4）与导电凸块（7）设有对应配合的通孔，通孔螺栓紧固安装。

3. 根据权利要求1所述的片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，其特征是：电源采用光伏组件与 dc-dc整流电路。

4.根据权利要求1所述的片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，其特征是：片状石墨电极表面的铜锌锡硫电催化剂层的厚度在50-500nm，为纳米片构成的球状分级结构，颗粒尺寸在5-10um。

技术总结
本技术提出片状石墨电极表面复合铜锌锡硫电催化剂层的电解制氢装置，片状石墨电极表面设有铜锌锡硫电催化剂层，片状石墨电极所在分隔室为矩形，设有安装板，安装板设有竖向卡槽，两侧竖向卡槽成对设置，其中一侧竖向卡槽上方设有导电块，导电块固定在安装板上，导电块竖直面与竖向卡槽所在竖直面平行，导电块与导电块间通过导电杆连接，导电杆通过导线连接电源，片状石墨电极设有导电凸块，导电凸块与导电块电连接，片状石墨电极插入竖向卡槽中。有益效果：片状石墨电极更换方便，方便表面复合具备分级结构的铜锌锡硫纳米材料石墨电极的使用。

技术研发人员：虎学梅,乔俊强,包建勤,张亚东,刘婷
受保护的技术使用者：甘肃自然能源研究所（联合国工业发展组织国际太阳能技术促进转让中心）
技术研发日：20230801
技术公布日：2024/2/6