一种海上制氢船

本发明涉及海上制氢，具体涉及一种海上制氢船。

背景技术：

1、氢能作为一种高能量密度、清洁高效能源，在解决能源危机、全球变暖及环境污染等方面发挥重要作用。氢能在交通运输、储能、工业、建筑等领域广泛应用，氢需求量急剧提升。

2、为此，专利cn 115973348 a公开了一种面向海上风电的绿氢制储运一体化船舶系统及其运行方法，该专利通过海上风力发电，将风能转换为电能以供电解池使用，以实现氢气和氧气制备。由于该系统仅仅单独依赖海上风力站供电，存在无风或风力不足的情况，易导致供能时间零散化，氢气的制备效率相对较低，并提高了设备维护风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种海上制氢船，解决现有技术中仅仅单独依赖海上风力站供电，易导致供能时间零散化，氢气的制备效率相对较低，并提高了设备维护风险的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明提供了一种海上制氢船，包括：

4、船体；

5、制氢装置，包括设于所述船体的电解池单元及光解池单元，所述光解池单元的光解池设有透光区；

6、聚光装置，包括聚光箱及分光镜，所述聚光箱设于所述船体，且设有聚光光路、发电光路及光解光路，所述光解光路指向所述透光区所述分光镜位于所述聚光光路上，用于将分解后的光线分别射向所述发电光路及所述光解光路；及

7、发电装置，包括设于所述船体、并分别电连接于所述电解池单元的波浪能发电设备及太阳能电板，所述太阳能电板位于所述聚光箱内，且处于所述发电光路上。

8、在一些实施例中，所述制氢装置还包括绝缘网状槽、疏水分子筛及电解液循环泵，所述疏水分子筛设于所述绝缘网状槽中，用以将外界低浓度的海水渗透至其内侧，且分别连通所述光解池及所述电解池单元的电解池，所述电解液循环泵设于所述疏水分子筛与所述光解池及所述电解池的连通管路上。

9、在一些实施例中，所述制氢装置还包括储液罐，所述电解液循环泵设有三组循环管路，三组所述循环管路中的一组连通所述疏水分子筛的内腔，一组连通所述储液罐，另一组同时连通所述光解池及所述电解池。

10、在一些实施例中，所述制氢装置还包括电导率传感器及温度传感器，所述电导率传感器及所述温度传感器设于连通所述疏水分子筛内腔的所述循环管路上。

11、在一些实施例中，所述聚光箱设有连通其内腔的入光通道及出光通道，所述分光镜安装于所述聚光箱内，且位于所述入光通道与所述出光通道的反向汇接处；

12、所述聚光装置还包括凹透镜及菲涅尔透镜，所述凹透镜及所述菲涅尔透镜沿靠近所述分光镜的方向依次设于所述入光通道中。

13、在一些实施例中，所述聚光装置还包括遮光板，所述遮光板围设于所述入光通道的周侧。

14、在一些实施例中，所述制氢装置还包括输气管路、氢气储罐、氧气储罐、气体分析仪及干燥器，所述输气管路一端分别连通所述光解池及所述电解池，另一端分别连通所述氢气储罐及所述氧气储罐，所述输气管路与所述氢气储罐及所述氧气储罐的连接处均设有阀门，所述气体分析仪及所述干燥器设于所述输气管路上。

15、在一些实施例中，所述发电装置还包括蓄电池及电流整合设备，所述蓄电池与所述波浪能发电设备及所述太阳能电板电连接，所述电流整合设备设于所述蓄电池与所述波浪能发电设备及所述太阳能电板的连接导线上；

16、所述电解池单元包括电解池阴极电极、电解池阳极电极及质子交换膜，所述质子交换膜隔设于所述电解池单元的电解池中，所述电解池阴极电极及电解池阳极电极分别置于所述质子交换膜的两侧，且分别与所述蓄电池电连接。

17、在一些实施例中，所述光解池单元包括设于所述光解池中的聚三苯胺电极、光解池阴极电极及光解池阳极电极，所述聚三苯胺电极、所述光解池阴极电极及所述光解池阳极电极之间通过单刀双掷开关连接。

18、在一些实施例中，所述波浪能发电设备包括外框、叶轮及发电机，所述外框连接于所述船体的底部，所述叶轮转动安装于所述外框中，并连接于所述发电机的转轴，以能够带动所述发电机的转轴转动并发电，所述发电机与所述电解池单元电连接。

19、与现有技术相比，本发明提供的海上制氢船中，一方面能够通过波浪能及太阳能发电，为电解池单元提供电能，能量来源广，不单独依赖于某一种零散化的发电方式，保证能量来源稳定，避免电解池单元供电不足，可以有充足的电能用于电解池单元制氢，提高电解池单元制氢效率；另一方面，借助分光镜能够将太阳光分解为供太阳能电板发电用的偏红光，和供光解池单元使用的偏紫光，在实现光解产氢以进一步提高制氢效率的同时，并提高太阳能的利用率，还使得制氢装置及聚光装置的结构更加紧凑，提高船体的空间利用率。

技术特征：

1.一种海上制氢船，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述制氢装置还包括绝缘网状槽、疏水分子筛及电解液循环泵，所述疏水分子筛设于所述绝缘网状槽中，用以将外界低浓度的海水渗透至其内侧，且分别连通所述光解池及所述电解池单元的电解池，所述电解液循环泵设于所述疏水分子筛与所述光解池及所述电解池的连通管路上。

3.根据权利要求2所述的海上制氢船，其特征在于，所述制氢装置还包括储液罐，所述电解液循环泵设有三组循环管路，三组所述循环管路中的一组连通所述疏水分子筛的内腔，一组连通所述储液罐，另一组同时连通所述光解池及所述电解池。

4.根据权利要求3所述的海上制氢船，其特征在于，所述制氢装置还包括电导率传感器及温度传感器，所述电导率传感器及所述温度传感器设于连通所述疏水分子筛内腔的所述循环管路上。

5.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述聚光箱设有连通其内腔的入光通道及出光通道，所述分光镜安装于所述聚光箱内，且位于所述入光通道与所述出光通道的反向汇接处；

6.根据权利要求5所述的海上制氢船，其特征在于，所述聚光装置还包括遮光板，所述遮光板围设于所述入光通道的周侧。

7.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述制氢装置还包括输气管路、氢气储罐、氧气储罐、气体分析仪及干燥器，所述输气管路一端分别连通所述光解池及所述电解池，另一端分别连通所述氢气储罐及所述氧气储罐，所述输气管路与所述氢气储罐及所述氧气储罐的连接处均设有阀门，所述气体分析仪及所述干燥器设于所述输气管路上。

8.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述发电装置还包括蓄电池及电流整合设备，所述蓄电池与所述波浪能发电设备及所述太阳能电板电连接，所述电流整合设备设于所述蓄电池与所述波浪能发电设备及所述太阳能电板的连接导线上；

9.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述光解池单元包括设于所述光解池中的聚三苯胺电极、光解池阴极电极及光解池阳极电极，所述聚三苯胺电极、所述光解池阴极电极及所述光解池阳极电极之间通过单刀双掷开关连接。

10.根据权利要求1所述的海上制氢船，其特征在于，所述波浪能发电设备包括外框、叶轮及发电机，所述外框连接于所述船体的底部，所述叶轮转动安装于所述外框中，并连接于所述发电机的转轴，以能够带动所述发电机的转轴转动并发电，所述发电机与所述电解池单元电连接。

技术总结本发明公开了一种海上制氢船，海上制氢船包括船体、制氢装置、聚光装置及发电装置；制氢装置包括设于船体的电解池单元及光解池单元，光解池单元的光解池设有透光区；聚光装置包括聚光箱及分光镜，聚光箱设于船体，且设有聚光光路、发电光路及光解光路，光解光路指向透光区，分光镜位于聚光光路上，用于将分解后的光线分别射向发电光路及光解光路；发电装置包括设于船体、并分别电连接于电解池单元的波浪能发电设备及太阳能电板，太阳能电板位于聚光箱内，且处于发电光路上。本方案能量来源广，提高了制氢效率，同时提高太阳能的利用率，还使得制氢装置及聚光装置的结构更加紧凑，提高船体的空间利用率。技术研发人员：吕松,黄泽楷,郭永涵,欧阳宏博,徐俊扬,黄悦翔,杨一帆,林建欣受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18