本發(fā)明屬于電解制氫，尤其涉及一種制氫系統(tǒng)。

背景技術：

1、氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源載體，在全球能源轉型的大背景下受到了廣泛的關注。電解槽技術是制取氫氣的關鍵手段之一，如質子交換膜(pem)電解水制氫和堿性電解水(alk)制氫技術。質子交換膜(pem)電解槽制氫效率高，但其核心部件主要依賴進口，導致造價高昂，且在大規(guī)模新能源電解水制氫發(fā)展中受到關鍵設備供應的限制。堿性電解槽(alk)雖然技術成熟、供應鏈全部國產化，但能源效率較低，通常在60％左右，且電流密度低，導致電解槽體積大、占地面積大、能耗高、響應速度慢等。

2、因此，開發(fā)新的制氫電解技術，降低能耗，降低成本，大力發(fā)展氫能是能源發(fā)展的必然趨勢。

技術實現思路

1、為克服現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種制氫系統(tǒng)，結合了pem電解槽、alk電解槽的優(yōu)勢，產氣純度高，提高制氫效率。

2、為實現上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現：

3、一種制氫系統(tǒng)，包括陽極腔室、陰極腔室、陽離子交換膜；

4、陽極腔室與陰極腔室之間通過陽離子交換膜連通；

5、陽極腔室內設有堿性溶液，陰極腔室內設有酸性溶液；

6、陽極腔室內設有陽極板，陽極板上附著有氧析出反應的催化劑，在其作用下于陽極板產生氧氣；陰極腔室內設有陰極板，陰極板上附著有氫析出反應的催化劑，在其作用下于陰極板產生氫氣。

7、所述的陽離子交換膜為磺酸基離子交換膜、磷酸基離子交換膜、高分子聚合物離子交換膜中的一種。

8、所述的陰極腔室內的酸性溶液的ph值保持在0-7。

9、所述的酸性溶液為鹽酸、乙酸、硝酸、碳酸中的一種。

10、所述的陽極腔室內的堿性溶液的ph值保持在7-14。

11、所述的堿性溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鋇中的一種。

12、所述的氧析出反應的催化劑為泡沫金屬催化劑、貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑、非金屬催化劑中的一種。

13、所述的氫析出反應的催化劑為泡沫金屬催化劑、碳基催化劑、貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑、非金屬催化劑中的一種。

14、所述的制氫系統(tǒng)制氫的起始電壓不超過1.8v。

15、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、1、本發(fā)明結合了pem電解槽、alk電解槽的優(yōu)勢，充分發(fā)揮了oer和her催化劑的反應特點，具有高效率、高性能、響應速度快的優(yōu)點。

17、2、本發(fā)明利用陽離子交換膜將電池的陰極腔室和陽極腔室分離，產氣純度高，簡化工藝并能提升電解槽反應效率。

18、3、本發(fā)明在制備氫氣時起始電位低，能耗低，可節(jié)省大量電能，降低制氫成本。

技術特征：

1.一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，包括陽極腔室、陰極腔室、陽離子交換膜；

2.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的陽離子交換膜為磺酸基離子交換膜、磷酸基離子交換膜、高分子聚合物離子交換膜中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的陰極腔室內的酸性溶液的ph值保持在0-7。

4.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的酸性溶液為鹽酸、乙酸、硝酸、碳酸中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的陽極腔室內的堿性溶液的ph值保持在7-14。

6.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的堿性溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鋇中的一種。

7.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的氧析出反應的催化劑為泡沫金屬催化劑、貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑、非金屬催化劑中的一種。

8.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的氫析出反應的催化劑為泡沫金屬催化劑、碳基催化劑、貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑、非金屬催化劑中的一種。

9.根據權利要求1所述的一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述的制氫系統(tǒng)制氫的起始電壓不超過1.8v。

技術總結
本發(fā)明涉及一種制氫系統(tǒng)，包括陽極腔室、陰極腔室、陽離子交換膜；陽極腔室與陰極腔室之間通過陽離子交換膜連通；陽極腔室內設有堿性溶液，陰極腔室內設有酸性溶液；陽極腔室內設有陽極板，陽極板上附著有氧析出反應的催化劑，在其作用下于陽極板產生氧氣；陰極腔室內設有陰極板，陰極板上附著有氫析出反應的催化劑，在其作用下于陰極板產生氫氣。優(yōu)點是：本發(fā)明結合了PEM電解槽、ALK電解槽的優(yōu)勢，充分發(fā)揮了OER和HER催化劑的反應特點，具有高效率、高性能、響應速度快的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：牛冰冰,李陽,盧春玲,王彪
受保護的技術使用者：遼寧科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15