质子交换膜电解水制氢系统的制作方法

本申请属于电解水制氢，尤其涉及一种质子交换膜电解水制氢系统。

背景技术：

1、氢能是一种绿色、高效的二次能源，被业界专家称为“终极能源”。氢能是大规模消纳并高效利用可再生能源的重要媒介，氢能也作为可存储的二次能源，高效地转化为热能、化学能、动力、电能等能量形式，在多个时间尺度上满足各种用能负荷需求，并可以和电能这种传统二次能源相互补充、相互支撑。根据氢能联盟数据，2050年，我国氢气需求量将达到9690万吨，其中70％来源于可再生能源制氢。因此发展可适应可再生能源发电波动性的电解水制氢技术是实现我国深度脱碳的重要举措。

2、基于质子交换膜的固体聚合物电解质电解水制氢技术(pem电解水技术)具有能效高、产氢纯度高、高压耐受性好、结构紧凑以及输入电力波动适应性强等优点，尤其适用于可再生能源电力电解制氢。目前，质子交换膜电解水制氢系统运行过程中，阳极侧的水可循环利用，而阴极侧的水则直接排放。如此，会造成水资源的浪费，另外，氢侧水具有一定温度，电解槽产生的热量不能充分利用，将加大能量的浪费。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种质子交换膜电解水制氢系统，旨在解决现有技术中，质子交换膜电解水制氢系统运行过程中，而阴极侧的水则直接排放。如此，会造成水资源的浪费，另外，氢侧水具有一定温度，电解槽产生的热量不能充分利用，将加大能量的浪费。

2、本申请提供了一种质子交换膜电解水制氢系统，包括：

3、电解槽，具有阳极排出口、阴极排出口以及阳极补水口；

4、氧气分离器，与所述阳极排出口相连通，所述氧气分离器用以将所述阳极排出口排出的第一混合气体进行分离，以得到氧气；以及，

5、氢气分离器，与所述阴极排出口相连通，所述氢气分离器具有第一排气口和第一排液口，所述氢气分离器用以将所述阴极排出口排出的第二混合气体进行分离，以使得分离的氢气适于自所述第一排气口排出，分离的水适于自所述第一排液口排出；

6、供水组件，与所述电解槽的阳极补水口和所述氧气分离器中的至少一个相连通；

7、其中，所述供水组件和所述氧气分离器中的至少一个与所述第一排液口相连通。

8、根据本申请的质子交换膜电解水制氢系统，可以实现对于氢气分离器分离的水的存储，还可以实现氢气分离器分离的水的循环利用。由于氢气分离器分离的水具有一定的温度，当氢气分离器分离的高温的水到达电解槽中时，还可以提高电解效率，有利质子交换膜电解水制氢系统阴阳极压差的控制，保证电解槽阴阳极压差在合理范围内，实现了对氢气分离器分离的水的热量的利用，避免能量的浪费。

9、根据本申请的一个实施例，所述氧气分离器具有第二排液口；

10、所述供水组件包括储水箱，所述储水箱与所述第二排液口相连通。

11、根据本申请的一个实施例，所述氧气分离器具有第一入液口；

12、所述供水组件包括储水箱，所述储水箱与所述第一入液口相连通。

13、根据本申请的一个实施例，所述供水组件包括储水箱，所述储水箱分别与所述阳极补水口和所述第一排液口相连通。

14、根据本申请的一个实施例，所述氧气分离器具有第一入液口和第二入液口；

15、所述供水组件包括：

16、补水管路，所述补水管路具有主管路和与所述主管路相连通的两个支管路，两个所述支管路中的一个与所述氧气分离器的第二入液口相连通；

17、储水箱，具有第一出水口和第一入水口，所述第一出水口与第一入液口相连通，所述第一入水口与两个所述支管路中的另一个相连通。

18、根据本申请的一个实施例，所述氧气分离器具有第二入液口和第二排液口；

19、所述供水组件包括：

20、补水管路，所述补水管路具有主管路和与所述主管路相连通的两个支管路，两个所述支管路中的一个与所述第二入液口相连通；

21、储水箱，具有第一出水口和第一入水口，所述第一出水口与所述电解槽的阳极补水口相连通，所述第一入水口与第二排液口和/或两个所述支管路中的另一个相连通。

22、根据本申请的一个实施例，所述储水箱与所述第一排液口相连通。

23、根据本申请的一个实施例，所述供水组件包括储水箱，所述储水箱之间通过第一流路与所述第一排液口相连通；

24、所述质子交换膜电解水制氢系统还包括第一净化装置，所述第一净化装置设于所述第一流路。

25、根据本申请的一个实施例，所述第一净化装置包括纯水机或离子交换型纯水机。

26、根据本申请的一个实施例，所述第一排液口与所述氧气分离器之间通过第二流路相连通；

27、所述质子交换膜电解水制氢系统还包括第二净化装置，所述第二净化装置设于所述第二流路。

28、根据本申请的一个实施例，所述第二净化装置包括纯水机或离子交换型纯水机。

29、根据本申请的一个实施例，所述氧气分离器具有第一输送口；

30、所述质子交换膜电解水制氢系统还包括循环泵，所述循环泵的进液口与所述第一输送口相连通，所述循环泵的出液口与所述阳极补水口相连通。

31、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离器具有第二排液口；

3.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离器具有第一入液口；

4.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述供水组件包括储水箱，所述储水箱分别与所述阳极补水口和所述第一排液口相连通。

5.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离器具有第一入液口和第二入液口；

6.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离器具有第二入液口和第二排液口；

7.根据权利要求5或6所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述储水箱与所述第一排液口相连通。

8.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述供水组件包括储水箱，所述储水箱之间通过第一流路与所述第一排液口相连通；

9.根据权利要求8所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述第一净化装置包括纯水机或离子交换型纯水机。

10.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述第一排液口与所述氧气分离器之间通过第二流路相连通；

11.根据权利要求10所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述第二净化装置包括纯水机或离子交换型纯水机。

12.根据权利要求1所述的质子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离器具有第一输送口；

技术总结本申请公开了一种质子交换膜电解水制氢系统，属于电解水制氢技术领域。质子交换膜电解水制氢系统包括电解槽、氧气分离器及氢气分离器，电解槽具有阳极排出口、阴极排出口以及阳极补水口，氧气分离器与阳极排出口相连通，氧气分离器用以将阳极排出口排出的第一混合气体进行分离；氢气分离器与阴极排出口相连通，氢气分离器用以将阴极排出口排出的第二混合气体进行分离，以使得分离的氢气适于自第一排气口排出，分离的水适于自第一排液口排出，供水组件与电解槽的阳极补水口和氧气分离器中的至少一个相连通。可以实现对于氢气分离器分离的水的回收利用、提高电解效率，保证电解槽阴阳极压差在合理范围内，避免能量的浪费。技术研发人员：邹义成,张玉月,魏广科受保护的技术使用者：阳光氢能科技有限公司技术研发日：20231110技术公布日：2024/6/18