一种PEM电解水制氢余热利用装置的制作方法

本技术涉及pem电解水制氢相关，特别涉及一种pem电解水制氢余热利用装置。

背景技术：

1、与传统的碱性水电解原理不同，pem(聚合电解质膜)水电解技术采用纯水作为工质，pem膜起着电解质与隔膜的双重作用；当水电解器工作时，膜上水化的质子通过界面区域在阳极和阴极之间传递，发生酸性水电解反应。pem水电解制氢具有制氢效率高、环保等优点，被认为未来主要的制氢方式。

2、目前现有的研究主要集中在pem电解槽的内部设计来提高水电解制氢的效率，但在水电解制氢系统的热管理方面的设计还较少，不仅没有考虑到通过余热辅助加热纯水进而提高产氢的效率，还缺少水电解制氢废热的综合利用。并且在实操过程中，由于水电解过程中温度的变化，导致电解产物中会残留水蒸气，进而造成电解产物的纯度降低。

3、因此，现有的pem电解水制氢装置无法对电解过程中的热量施以利用，造成能量的白白浪费，并且纯水热量变化产生的水蒸气会降低电解产物的纯度，为此，我们提出一种pem电解水制氢余热利用装置。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种pem电解水制氢余热利用装置，可以有效解决背景技术中现有的pem电解水制氢装置无法对电解过程中的热量施以利用，并且纯水热量变化产生的水蒸气会降低电解产物纯度的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种pem电解水制氢余热利用装置，包括与pem电解槽贯通连接的纯水槽，纯水槽有两个，且纯水槽的内部于开口端处活动连接有封闭罩，pem电解槽两极的电解产物通过管道通入两个纯水槽的内部，于两个纯水槽内部设置的封闭罩与外部电解气体收集装置贯通。

3、pem电解槽两极的电解产物穿过纯水槽内部的纯水进入封闭罩的内部。

4、封闭罩靠近开口端的外壁与纯水槽的内壁之间通过可移动封闭环密封。

5、优选地，管道远离pem电解槽的一端与纯水槽远离封闭罩一端的内壁贯通设置，且纯水槽与管道的贯通处低于纯水槽内部纯水的液面，尽量消除空气对电极产物纯度的影响。

6、优选地，可移动封闭环包括套筒和导向轮，套筒为软性材质，套筒一端的内壁与封闭罩靠近开口端的外壁固定连接，套筒远离封闭罩的一端的外壁与纯水槽的内壁固定连接，提升封闭罩与纯水槽之间的气密性。

7、优选地，导向轮通过支架转动安装在封闭罩的外壁，导向轮设置有多个，且导向轮的外壁与纯水槽的内壁贴合，封闭罩的中心轴与纯水槽的中心轴重合。

8、优选地，封闭罩正对纯水槽开口方向一侧的内壁弯曲设置，且封闭罩弯曲设置的内壁与纯水槽的液面贴合。

9、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

10、1.本实用新型中，于pem电解槽两极产生的气体穿过管道进入纯水槽的内部，纯水槽内部的纯水可以将气体中的水蒸气施行吸附，并在期间实现气体与纯水之间的热量交换，纯水吸收热量之后能够加快其内部质子的移动速率，从而实现电解过程中热量较为高效的利用，并降低电解生成物中的水蒸汽含量，提升电解产物的纯度。

技术特征：

1.一种pem电解水制氢余热利用装置，包括与pem电解槽贯通连接的纯水槽(1)，其特征在于：所述纯水槽(1)有两个，且纯水槽(1)的内部于开口端处活动连接有封闭罩(2)，所述pem电解槽两极的电解产物通过管道(3)通入两个纯水槽(1)的内部，于两个纯水槽(1)内部设置的封闭罩(2)与外部电解气体收集装置贯通；

2.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢余热利用装置，其特征在于：所述管道(3)远离pem电解槽的一端与纯水槽(1)远离封闭罩(2)一端的内壁贯通设置，且纯水槽(1)与管道(3)的贯通处低于纯水槽(1)内部纯水的液面。

3.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢余热利用装置，其特征在于：所述可移动封闭环包括套筒(4)和导向轮(41)，所述套筒(4)为软性材质，所述套筒(4)一端的内壁与封闭罩(2)靠近开口端的外壁固定连接，所述套筒(4)远离封闭罩(2)的一端的外壁与纯水槽(1)的内壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种pem电解水制氢余热利用装置，其特征在于：所述导向轮(41)通过支架转动安装在封闭罩(2)的外壁，所述导向轮(41)设置有多个，且导向轮(41)的外壁与纯水槽(1)的内壁贴合，所述封闭罩(2)的中心轴与纯水槽(1)的中心轴重合。

5.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢余热利用装置，其特征在于：所述封闭罩(2)正对纯水槽(1)开口方向一侧的内壁弯曲设置，且封闭罩(2)弯曲设置的内壁与纯水槽(1)的液面贴合。

技术总结
本技术公开了一种PEM电解水制氢余热利用装置，涉及PEM电解水制氢相关技术领域，包括与PEM电解槽贯通连接的纯水槽，纯水槽有两个，且纯水槽的内部于开口端处活动连接有封闭罩，PEM电解槽两极的电解产物通过管道通入两个纯水槽的内部，于两个纯水槽内部设置的封闭罩与外部电解气体收集装置贯通，PEM电解槽两极的电解产物穿过纯水槽内部的纯水进入封闭罩的内部，封闭罩靠近开口端的外壁与纯水槽的内壁之间通过可移动封闭环密封。本技术，通过以上各装置的配合使用，能够有效实现热量的回收再利用，并能够有效去除电解产物中的水蒸气，提升电解产物的纯度。

技术研发人员：钱怡雯
受保护的技术使用者：江苏金卫星能源科技有限公司
技术研发日：20220824
技术公布日：2024/1/13