专利名称：水浸式高效电解池及氢气制取方法
技术领域：
本发明涉及一种电解池及制氢气方法，尤其涉及一种设置在氢气发生器中的水浸式高效电解池及氢气制取方法。
目前有一种电解纯水的电解槽，在阳极室作水循环，制氢、氧气，由于结构较为复杂，效果较差。
有一种中国专利申请号为94225682、4名称为《离子膜复极多元电解槽氢氧发生器》，该发生器由多个阳极组合，每个阳极室的水的通道是由水槽和水管并联构成，结构复杂。这种结构，水的沟槽加工，水管和密封性的制造要求高，对工艺制造带来难度，中间阳极的热量不易散发，管道曲折狭窄，使氧气与水交换不够畅快。
本发明的目的是这样实现的一种水浸式高效电解池，包括电解池本体，在该电解池本体中设置有一定量的高电阻水，以及至少设置一阴极组、一电解隔膜、一阳极组；其特征在于阴极组、电解隔膜、阳极组依次紧固连接全浸在电解池本体中的高电阻水内；所述的阴极组包括，一密封圈、一导电板、一多孔板、一阴极板，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜一侧；所述的阳极组包括，一阳极板、一衬垫、一多孔板、一导电板，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜的另一侧。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的电解池本体中的高电阻水内可全浸多组串联或并联的阴极组、电解隔膜、阳极组。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的阴极组中导电板和阳极组中的导电板上布满孔。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的阴极组中多孔板和阳极组中多孔板呈立体的网状。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的阳极板与电解隔膜之间设立体网状多孔板和衬垫构成敞开式阳极室，处于常压。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的电解隔膜正反面均涂有电极。
上述的水浸式高效电解池，其中，所述的阴极板与密封圈内圈之间的空腔构成封闭的阴极室，氢气处于正压，阴极室顶部设有氢气出口。
一种用于上述水浸式高效电解池的氢气制取方法，其特点是，包括输入高电阻水工序、电化分解工序、气水分离工序、干燥净化工序；所述的输入高电阻水工序，在电解池本体中注入高阻水，高阻水为去离子水；所述的电化分解工序，通过电源控制器对阳极板和阴极板分别施加正、负电压；电解隔膜在电场作用下，高电阻去离子水电解，阳极室产生氧气，阴极室产生氢气；在敞开式阳极室中，氧气从四周上升释放至大气中；在封闭式阴极室中，不断电解使氢气压力上升，通过阴极室顶部输出氢气；所述的气水分离工序由气管输出的氢气至气水分离器进行氢气与水的分离，水返回储水箱；所述的干燥净化工序，氢气再经干燥净化器干燥净化后，输入氢气管至发生器。
本发明水浸式高效电解池及氢气制取方法，由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有显著的优点和效果
1.本发明由于阳极组、电解膜、阴极组全浸在电解池高电阻水中进行电解，阳极产生的氧气直接释放在水中，气泡浮出水面放空，大大降低了气泡积聚造成气腔的可能性。
2.本发明由于在阳极室设有立体的网状多孔板，使阳极室敞开浸在电解池高电阻水中，电解过程中将水分解为氧气和氢离子，分解速度快，且散热快，提高了产氢气效率。
3.本发明由于阳极室无管道，也不需设有密封装置，简化了阳极组件的结构和制造工艺，降低了加工成本。
4、本发明由于在电解池中，注入高阻水，能确保电解膜不受杂质污染，使水氢离子顺通迁移之阴极室。
5、本发明由于采用高阻水电化分解、对氢气进一步气、水分离除水、干燥净化的方法，能生产高纯度氢气。
图2是本发明水浸式高效电解池的多孔板结构示意图。
图3是本发明应用水浸式高效电解池制氢方法工序框图。
图4是本发明应用水浸式高效电解池制氢方法流程图。
所述的阴极组11包括，一密封圈114，一导电板113，一多孔板112，请配合参见图2，该多孔板112制成呈立体的网状；一阴极板111；导电板113上布满孔，导电板113和多孔板112的外圆与密封圈114内圆相适配；阴极板111与密封圈114内圆之间的空腔构成封闭的阴极室，阴极室顶部设有氢气出口115，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜12一侧；所述的阳极组13包括，一阳极板131、一衬垫132、该衬垫132与多孔板133相贴合，一多孔板133，请配合参见图2，该多孔板133制成呈立体的网状；导电板134上布满孔，导电板134的外圆和衬垫132内圆相适配，阳极板131与电解隔膜12之间设置立体网状多孔板133和衬垫132构成敞开式阳极室，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜12的另一侧；阴极组11电解隔膜12、阳极组13依次紧固连接，全浸在电解池本体100中的高电阻水200内，阳极板131、阴极板111的外侧面分别设有连接电源的正、负极端子，通过导线与氢气发生器中的电源的正、负极相连。电解池本体100中的高电阻水200内可全浸多组串联或并联的阴极组11、电解隔膜12、阳极组13。
请参见图3，图3是本发明应用水浸式高效电解池制氢方法工序框图，并请配合参见图4，图4是本发明应用水浸式高效电解池制氢方法流程图。
一种用于上述水浸式高效电解池的氢气制取方法，包括输入高电阻水工序、电化分解工序、气水分离工序、干燥净化工序；所述的输入高电阻水工序，在电解池21中注入高阻水200，高阻水200为去离子水；所述的电化分解工序，通过电源控制器25在阳极板131和阴极板111分别施加正、负电压；电解隔膜12在电场作用下，高电阻去离子水200电解，阳极室产生氧气，阴极室产生氢气；在敞开式阳极室中，氧气从四周上升释放至大气中；在封闭式阴极室中，不断电解使氢气压力上升，通过阴极室顶部输出氢气；所述的气水分离工序由气管输出的氢气至气水分离器22进行氢气与水的分离；所述的干燥净化工序，氢气再经干燥净化器24干燥净化后，输入氢气管至发生器。
通过上述氢气制取方法的工序，从干燥净化器24输出的氢气经流量指示表26和压力指示表28指示，由产氢量控制器27作流量控制，按用气量大小，自动调节产气量；当低于低位水时，水位报警器报警、缺水自动停止产氢，储水箱23向电解池输入高阻水；氢气超压时，由调节限压器29进行调节，确保用户可以安全可靠地制取氢气。
综上所述，本发明由于电解组件全浸在高电阻水中，阳极室是敞开的全浸在高电阻水中，散热好、电化分解快，无污染，因此结构简单，制造工艺简化，应用水浸式高效电解池制氢方法简便，制氢气效率高。
权利要求
1.一种水浸式高效电解池，包括电解池本体(100)，在该电解池本体(100)中设置有一定量的高电阻水(200)，以及至少设置一阴极组(11)、一电解隔膜(12)、一阳极组(13)；其特征在于阴极组(11)、电解隔膜(12)、阳极组(13)联依次紧固连接全浸在电解池本体(100)中的高电阻水(200)内；所述的阴极组(11)包括，一密封圈(114)、一导电板(113)、一多孔板(112)、一阴极板(111)，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜(12)一侧；所述的阳极组(13)包括，一阳极板(131)、一衬垫(132)、一多孔板(133)、一导电板(134)，它们依次紧密贴合在一起且设置在电解隔膜(12)的另一侧。
2.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的电解池本体(100)中的高电阻水内可全浸多组串联或并联的阴极组(11)、电解隔膜(12)、阳极组(13)。
3.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的阴极组(11)中导电板(113)和阳极组(13)中的导电板(134)上布满孔。
4.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的阴极组(11)中多孔板(112)和阳极组(13)中多孔板(133)呈立体的网状。
5.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的阳极板(131)与电解隔膜(12)之间设立体网状多孔板(133)和衬垫(132)构成敞开式阳极室，处于常压。
6.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的电解隔膜(12)正反面均涂有电极。
7.根据权利要求1所述的水浸式高效电解池，其特征在于所述的阴极板(111)与密封圈(114)内圈之间的空腔构成封闭的阴极室，氢气处于正压，阴极室顶部设有氢气出口(115)。
8.一种用于上述水浸式高效电解池的氢气制取方法，其特征在于包括输入高电阻水工序A、电化分解工序B、气水分离工序C、干燥净化工序D；所述的输入高电阻水工序A，在电解池本体100中注入高阻水200，高阻水200为去离子水；所述的电化分解工序B，通过电源控制器(25)对阳极板(131)和阴极板(111)分别施加正、负电压；电解隔膜(12)在电场作用下，高电阻去离子水(200)电解，阳极室产生氧气，阴极室产生氢气；在敞开式阳极室中，氧气从四周上升释放至大气中；在封闭式阴极室中，不断电解使氢气压力上升，通过阴极室顶部输出氢气；所述的气水分离工序C，由气管输出的氢气至气水分离器(22)进行氢气与水的分离，水返回储水箱(23)；所述的干燥净化工序D，氢气再经干燥净化器(24)干燥净化后，输出提供使用。
全文摘要
本发明涉及一种水浸式高效电解池及氢气制取方法，该电解池包括电解池本体，电解池本体中设置高电阻水，阴极组、电解隔膜、阳极组；其特点是，阴极组包括，密封圈、导电板、多孔板、阴极板依次紧密贴合并设置在电解隔膜一侧；阳极组包括阳极板、衬垫、多孔板、导电板依次紧密贴合并设置在电解隔膜的另一侧，并紧固连接全浸在高电阻水内；制氢气方法在上述的水浸式高效电解池的阳极板31和阴极板11分别施加正、负电压；高电阻水电解，阳极室产生氧气，阴极室产生氢气；将氢气与水分离，再干燥净化；产高纯度氢气。由于电解组全浸在高电阻水中，阳极室敞开浸在水中，散热好，电化分解快，制氢气方法简便，产氢效率高，氢气纯度高，且无污染。
文档编号C25B1/10GK1458303SQ0211167
公开日2003年11月26日 申请日期2002年5月15日 优先权日2002年5月15日
发明者顾正, 奚庆祥 申请人:上海神开科技工程有限公司