油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置及方法与流程

本发明涉及氢能产业，具体涉及油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置及方法。

背景技术：

1、发展氢能产业，利用风、光、潮等可再生能源来制氢，将氢作为能量的载体，可实现远距离管道运输，然后利用氢来发电。

2、无论是pem电解水制氢气、还是质子交换膜燃料电池利用氢气发电，都需要用“铂族金属”制备的催化剂，其中目前技术最成熟的“铂碳催化剂”得到了广泛应用。

3、在pem电解槽中的膜电极，涂有铂碳催化剂。在电流的作用，铂(pt)原子吸附水分子中的氢(h)原子，将其分解成氢和氧，排出氢气(h2)和氧气(o2)。

4、在氢燃料电池中也有膜电极，其由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的铂碳催化剂。铂(pt)作为催化剂材料，通过在铂的表面吸附氢分子后在吸附点将分子分裂成原子状态，在低温下产生反应，从而产生电流，同时排出水。而无任何有害物质排放。

5、由此可知，铂碳催化剂，无论是对于pem电解水制氢气、还是氢燃料电池利用氢气发电，都起到了至关重要的作用，直接关系到pem电解槽和燃料电池的性能、寿命及成本。

6、目前小批量制备一般采用在烧杯中放置磁力搅拌子的方式来进行加热合成，手工操作非常繁琐，自动化程度不高，产量极低，严重制约着燃料电池催化剂生产领域发展。目前国内采购铂碳催化剂，主要是依赖国外进口。

7、因此，研发规模化铂碳催化剂生产设施设备，具有非常大的市场空间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置及方法，以解决目前铂碳催化剂合成操作难度大、产量低的问题。

2、为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，包括通浆料恒温储存罐、输送管道、浆料非接触式变频无级调速输送泵、油浴加热装置、冷却装置、浆料储存罐以及电脑，所述浆料恒温储存罐与输送管道连通，所述输送管道上设置浆料非接触式变频无级调速输送泵，所述输送管道依次经过油浴加热装置和冷却装置后与浆料储存罐连通；所述油浴加热装置内设有油温监测器，所述冷却装置内设有水温监测器，所述油温监测器和水温监测器分别与电脑连接，将油温监测器的监测数据对应于油浴加热装置的温度控制，将水温监测器的监测数据对应于冷却装置的温度控制。

3、作为优选，所述浆料恒温储存罐包括内外两层，内层为浆料存储空间，外层为循环式恒温水。

4、作为优选，所述油浴加热装置包括盛有菜籽油或花生油的油液灌，所述油液灌内设有发热管、油液搅拌器和油浴盘管支架。

5、作为优选，所述油浴盘管支架包括呈圆柱形分布的若干块立板，所述立板的内外两边分别分布有用于卡入输送管道的卡槽。

6、作为优选，所述油液灌外设有棉质保护套。

7、作为优选，所述油浴加热装置的浆料出口处设有分别与电脑连接的非接触式流量监测器一和非接触式温度监测器一。

8、作为优选，所述冷却装置包括冷却水槽，所述冷却水槽内设有冷却水搅拌器和冷却盘管支架。

9、作为优选，所述冷却水槽通过管道与冷却水塔循环式连通。

10、作为优选，所述冷却装置的浆料出口处设有分别与电脑连接的非接触式流量监测器二和非接触式温度监测器二。

11、本发明还提供了一种油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂的合成方法，包括如下步骤：

12、步骤一、首先将调配好的催化剂浆料灌入浆料恒温储存罐中；

13、步骤二、启动电脑，运行要生产的催化剂产品工艺程序，控制油浴加热装置的油温以及冷却装置的水温达到预定参数；

14、步骤三、非接触式变频无级调速输送泵开始工作，使催化剂浆料沿输送管道进入油浴加热装置，催化剂浆料在油浴加热装置内被加热到160℃～180℃，并维持30s～50s；

15、步骤四、催化剂浆料在油浴加热装置内完成反应后，沿输送管道流经冷却装置冷却至50℃～60℃，最终流入浆料储存罐。

16、本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：本发明利用食用菜籽油或者花生油高沸点、导热快的特性来对作为油浴热能载体，对铂碳催化剂的浆料进行加热，促其内部发生化学反应，实现铂碳催化剂的合成；并且将加热、冷却、温度和流速的精确控制集成至一个系统中，实现铂碳催化剂的大批量、自动化合成。

技术特征：

1.油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，包括通浆料恒温储存罐、输送管道、浆料非接触式变频无级调速输送泵、油浴加热装置、冷却装置、浆料储存罐以及电脑，所述浆料恒温储存罐与输送管道连通，所述输送管道上设置浆料非接触式变频无级调速输送泵，所述输送管道依次经过油浴加热装置和冷却装置后与浆料储存罐连通；

2.根据权利要求1所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述浆料恒温储存罐包括内外两层，内层为浆料存储空间，外层为循环式恒温水。

3.根据权利要求1所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述油浴加热装置包括盛有菜籽油或花生油的油液灌，所述油液灌内设有发热管、油液搅拌器和油浴盘管支架。

4.根据权利要求3所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述油浴盘管支架包括呈圆柱形分布的若干块立板，所述立板的内外两边分别分布有用于卡入输送管道的卡槽。

5.根据权利要求3所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述油液灌外设有棉质保护套。

6.根据权利要求3所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述油浴加热装置的浆料出口处设有分别与电脑连接的非接触式流量监测器一和非接触式温度监测器一。

7.根据权利要求1所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却水槽，所述冷却水槽内设有冷却水搅拌器和冷却盘管支架。

8.根据权利要求7所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述冷却水槽通过管道与冷却水塔循环式连通。

9.根据权利要求7所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置，其特征在于，所述冷却装置的浆料出口处设有分别与电脑连接的非接触式流量监测器二和非接触式温度监测器二。

10.如权利要求1所述的油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了油浴加热温度自动控制的铂碳催化剂合成集成装置及方法，所述装置包括通浆料恒温储存罐、输送管道、浆料非接触式变频无级调速输送泵、油浴加热装置、冷却装置、浆料储存罐以及电脑，所述浆料恒温储存罐与输送管道连通，所述输送管道上设置浆料非接触式变频无级调速输送泵，所述输送管道依次经过油浴加热装置和冷却装置后与浆料储存罐连通。本发明利用食用菜籽油或者花生油高沸点、导热快的特性来对作为油浴热能载体，对铂碳催化剂的浆料进行加热，促其内部发生化学反应，实现铂碳催化剂的合成；并且将加热、冷却、温度和流速的精确控制集成至一个系统中，实现铂碳催化剂的大批量、自动化合成。技术研发人员：朱薇薇,詹洋,慎晨倪,吴佳霖受保护的技术使用者：绍兴寒武纪能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12