本技術(shù)涉及pem水電解制氫，尤其是涉及一種pem水電解制氫集成裝置。

背景技術(shù)：

1、水電解制氫技術(shù)逐漸走進人們視野，質(zhì)子交換膜(pem)水電解制氫是成熟的制氫技術(shù)之一，制備出的氫氣純度高(99.99％以上)、便于輸送，可直接用于燃料、載氣、還原或保護氣、冷卻介質(zhì)。

2、本申請旨在利用pem水電解制氫技術(shù)，開發(fā)一種將富余的電能轉(zhuǎn)化為氫氣，并將產(chǎn)生的氣體存儲于天然氣管網(wǎng)或天然氣存儲設(shè)備中，在電力短缺時，存儲的氣體可再次轉(zhuǎn)化為電能或熱能提供給用戶，從而提高綜合能源系統(tǒng)消納可再生能源的能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請要解決的技術(shù)問題是如何利用pem水電解制氫技術(shù)來實現(xiàn)氣電轉(zhuǎn)換。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环Npem水電解制氫集成裝置，包括：安裝框體，用于固定整個水電解制氫集成裝置的儀器設(shè)備；水凈化器，固定安裝在安裝框體頂部的框架上，水凈化器的進水口通過管路連接自來水管道，該管路上設(shè)有進水電磁閥；水凈化器的進水口通過管路連接位于安裝框體底部的框架上純水箱；超純水凈化柱，入口端通過設(shè)有循環(huán)泵的管路連接純水箱的出水口；超純水凈化柱固定安裝在安裝框體側(cè)面框架上；pem水電解槽，固定安裝在安裝框體底部的框架，pem水電解槽的進液口通過管路連接超純水凈化柱的出口端，pem水電解槽的出液口通過管路連接純水箱；汽液分離器，垂直安裝在安裝框體底部的框架上，pem水電解槽的氫氣管道導(dǎo)入汽液分離器的進氣端，汽液分離器的出液端通過設(shè)有電磁閥的管路連接純水箱，汽液分離器的出氣端通過管路連接儲氫罐；其中，水凈化器將自來水管道輸入的自來水凈化后經(jīng)循環(huán)泵導(dǎo)入純水箱，純水箱的出水經(jīng)超純水凈化柱處理后進入pem水電解槽，pem水電解槽處理得到的氫氣和水混合物通過管路導(dǎo)入汽液分離器，汽液分離器的出氣端通向儲氫罐、出液端通向純水箱。

3、根據(jù)本申請的實施例，pem水電解槽包括陰極板、陽極板、膜電極組件、陰極集電器與陽極集電器。

4、根據(jù)本申請的實施例，膜電極組件包括附有高活性催化劑顆粒的非透氣性隔膜。

5、根據(jù)本申請的實施例，pem水電解槽的槽體上設(shè)有進液口、出氧氣口和出氫氣口接通的進水管路接口、氧氣管路接口和氫氣管路接口。

6、根據(jù)本申請的實施例，進水管路接口設(shè)于pem水電解槽的槽體的下側(cè)，氧氣管路接口和氫氣管路接口設(shè)于pem水電解槽的槽體的上側(cè)。

7、根據(jù)本申請的實施例，進液口、出氧氣口和出氫氣口均設(shè)有凸出于陽極板或陰極板表面的插頭管，進水管路接口、氧氣管路接口和氫氣管路接口均設(shè)有在安裝時與插頭管插接配合的接頭管。

8、根據(jù)本申請的實施例，汽液分離器的出氣端與儲氫罐的連接管路上還依次設(shè)有干燥器、微氧巡檢儀和漏點儀。

9、根據(jù)本申請的實施例，循環(huán)泵和超純水凈化柱的連接管路上還設(shè)有散熱器，散熱器采用安裝支架安裝在安裝框體的上側(cè)。

10、根據(jù)本申請的實施例，安裝框體為采用不銹鋼材質(zhì)制造的框體。

11、根據(jù)本申請的實施例，進一步地，pem水電解制氫集成裝置還可連接plc控制器。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的技術(shù)方案具有以下有益效果：

13、1.本實用新型采用水凈化裝置、pem水電解槽和汽液分離器集成在一個安裝框體內(nèi)，使純水電解制氫技術(shù)(pem)集反應(yīng)與分離為一體，具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率；安裝框體內(nèi)采用模塊化的組裝結(jié)構(gòu)，水凈化裝置、pem水電解槽和汽液分離器安裝到安裝框體很方便，集成度高、體積小，可應(yīng)用場景廣。

14、2.本實用新型pem水電解制氫的集成裝置中各儀器設(shè)備單體易拆卸和組裝，比常規(guī)的水電解制氫系統(tǒng)的維護更加方便。

15、3.本實用新型中水凈化裝置、pem水電解槽和汽液分離器通過管路的設(shè)計形成一個循環(huán)系統(tǒng)，充分利用水源，提高綜合能源的利用率，降低成本。

技術(shù)特征：

1.一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述pem水電解槽包括陰極板、陽極板、膜電極組件、陰極集電器與陽極集電器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述膜電極組件包括附有高活性催化劑顆粒的非透氣性隔膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述pem水電解槽的槽體上設(shè)有進液口、出氧氣口和出氫氣口接通的進水管路接口、氧氣管路接口和氫氣管路接口。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述進水管路接口設(shè)于所述pem水電解槽的槽體的下側(cè)，所述氧氣管路接口和氫氣管路接口設(shè)于所述pem水電解槽的槽體的上側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述進液口、出氧氣口和出氫氣口均設(shè)有凸出于陽極板或陰極板表面的插頭管，所述進水管路接口、氧氣管路接口和氫氣管路接口均設(shè)有在安裝時與插頭管插接配合的接頭管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述汽液分離器的出氣端與儲氫罐的連接管路上還依次設(shè)有干燥器、微氧巡檢儀和漏點儀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述循環(huán)泵和超純水凈化柱的連接管路上還設(shè)有散熱器，所述散熱器采用安裝支架安裝在所述安裝框體的上側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，所述安裝框體為采用不銹鋼材質(zhì)制造的框體。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pem水電解制氫集成裝置，其特征在于，進一步地，pem水電解制氫集成裝置還可連接plc控制器。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了提供了一種PEM水電解制氫集成裝置，包括：安裝框體；水凈化器，安裝在安裝框體頂部的框架上，其進水口通過管路連接設(shè)有進水電磁閥的自來水管道；水凈化器的進水口通過管路連接純水箱；超純水凈化柱，入口端通過設(shè)有循環(huán)泵的管路連接純水箱的出水口；PEM水電解槽，安裝在安裝框體底部，其進液口通過管路連接超純水凈化柱的出口端，出液口通過管路連接純水箱；汽液分離器，垂直安裝在安裝框體底部，其氫氣管道導(dǎo)入汽液分離器的進氣端，汽液分離器的出液端通過設(shè)有電磁閥的管路連接純水箱，汽液分離器的出氣端通過管路連接儲氫罐。本申請的裝置集水電解制氫反應(yīng)與分離為一體，具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率，適用多場景的水電解制氫過程。

技術(shù)研發(fā)人員：別良友,張鋒偉,李和穎,梁亞英,王鋒,張小偉
受保護的技術(shù)使用者：上海航天智慧能源技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240426
技術(shù)公布日：2025/4/10