碱性水电解装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种碱性水电解装置。


背景技术：

2.为了让更多人接触到永续且先进的能源，致力于能源效率化的相关研究开发。在现有的技术中，燃料电池中的阳极与阴极之间设置有分隔膜以分离氢气与氧气。然而，为了设置分隔膜，阳极与阴极之间需要保持一定的距离，使得水电解的效率较低。本实用新型为了解决所述课题而以提高水电解的效率为目的，期许改善能源效率。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种碱性水电解装置，具有较佳的电解反应效率。
4.本实用新型的碱性水电解装置包括：氢气侧电极；氧气侧电极；框体，收纳所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极，且所述框体包括供给口以及排出口；以及供给装置，通过所述供给口供给电解液至所述框体中，其中所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极中的其中一者形成为柱状部，另一者形成为设置于所述柱状部的周围的圆筒部，所述供给口与所述排出口连通于所述柱状部与所述圆筒部之间的间隙，所述排出口排出所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极反应后生成的氢气、氧气以及所述电解液。
5.在本实用新型的实施例中，所述柱状部为所述氧气侧电极，所述圆筒部为所述氢气侧电极。
6.在本实用新型的实施例中，所述框体内并列地配置有多个所述氢气侧电极以及多个所述氧气侧电极，且多个所述氢气侧电极以及多个所述氧气侧电极中，靠近所述供给口侧的所述氢气侧电极与所述氧气侧电极之间的距离，小于远离所述供给口侧的所述氢气侧电极与所述氧气侧电极之间的距离。
7.在本实用新型的实施例中，碱性水电解装置还包括燃烧器，所述燃烧器燃烧从所述排出口排出的所述氢气与所述氧气的混合气体。
8.基于上述，在本实用新型的碱性水电解装置中，氢气侧电极以及氧气侧电极之间未设有分隔膜，电解液流经氢气侧电极以及氧气侧电极之间的间隙而直接与氢气侧电极以及氧气侧电极反应。如此，可以减少水电解装置的零件的数量，且电极之间的距离相较设置有分隔膜的情况下更短，进而能提升反应效率。据此，本实用新型的碱性水电解装置具有较佳的电解反应效率。
9.为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
10.图1是本实用新型一实施例的碱性水电解装置的示意图。
11.图2是图1的碱性水电解装置的框体内部剖视示意图。
12.附图标记说明
13.100：碱性水电解装置；
14.110：供给装置；
15.120：框体；
16.122：供给口；
17.124：排出口；
18.130：氢气侧电极；
19.140：氧气侧电极；
20.150：气液分离装置；
21.160：燃烧器；
22.d1、d2：距离；
23.c：圆筒部；
24.h：氢气；
25.o：氧气；
26.p：柱状部；
27.s：间隙；
28.w：电解液。
具体实施方式
29.图1是本实用新型一实施例的碱性水电解装置的示意图。图2是图1的碱性水电解装置的框体内部剖视示意图。在本实施例中，碱性水电解装置100用于汽车的燃料电池以供给氢气h以及氧气o进行燃烧，但本实用新型不以此为限制，也可以用于在其他需要水电解的场合。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。以下将搭配图1与图2说明本实施例的碱性水电解装置100的具体结构。
30.请参考图1与图2，在本实施例中，碱性水电解装置100包括供给装置110、框体120、氢气侧电极130(如图2)、氧气侧电极140(如图2)以及气液分离装置150。供给装置110供给电解液w至框体120中。框体120收纳氢气侧电极130以及氧气侧电极140，且将反应后生成的氢气h、氧气o以及电解液w排至气液分离装置150以进行气液分离。在其他未示出的实施例中，也可以不经气液分离装置150而直接利用氢气h、氧气o以及电解液w，本实用新型不对此加以限制；此外，电解液w例如是水，但本实用新型不以此为限。
31.进而，如图2所示，在本实施例中，框体120内设置有氢气侧电极130以及氧气侧电极140，其中氢气侧电极130以及氧气侧电极140的数量可以是单个或是多个，本实用新型不对此加以限制，依据实际需要调整即可。氢气侧电极130以及氧气侧电极140中的其中一者形成为柱状部p，另一者形成为设置于柱状部p的周围的圆筒部c。具体地说，圆筒部c将柱状部p围住于其中间，且柱状部p与圆筒部c之间设有间隙s以供电解液w流通。框体120包括供给口122以及排出口124，且供给口122与排出口124连通于柱状部p与圆筒部c之间的间隙s。供给口122以及排出口124例如是设置在同一侧(如图中的右侧)，但也可以是设置在左右两侧或是上下两侧等，本实用新型不以此为限制。供给装置110通过供给口122供给电解液w至框体120中。排出口124排出氢气侧电极130以及氧气侧电极140反应后生成的氢气h、氧气o
以及电解液w。
32.由此可知，在本实施例的碱性水电解装置100中，氢气侧电极130以及氧气侧电极140之间未设有分隔膜，电解液w流经氢气侧电极130以及氧气侧电极140之间的间隙s而直接与氢气侧电极130以及氧气侧电极140反应。如此，可以减少水电解装置的零件的数量，且电极之间的距离相较设置有分隔膜的情况下更短，进而能提升反应效率。据此，本实施例的碱性水电解装置100具有较佳的电解反应效率。
33.优选地，在本实施例中，柱状部p为氧气侧电极140，圆筒部c为氢气侧电极130。电解后氢气h与氧气o的比例大致为2：1，因此，由表面积较大的圆筒部c设为氢气侧电极130、表面积较小的柱状部p设为氧气侧电极140，也就是表面积对应气体生成量的设置方式能够进一步提升反应效率。此外，框体120内并列地配置有多个氢气侧电极130以及多个氧气侧电极140，且多个氢气侧电极130以及多个氧气侧电极140中，靠近供给口122侧的氢气侧电极130与氧气侧电极140之间的距离d1，小于远离供给口122侧的氢气侧电极130与氧气侧电极140之间的距离d2。靠近供给口122侧的供给压力较远离供给口122侧的供给压力高，因此，通过设置不同的间隙距离能够使多个电极之间的电解液w供给较为平均。
34.此外，在本实施例中，碱性水电解装置100还包括燃烧器160，燃烧器160燃烧从框体120的排出口124排出的氢气h与氧气o的混合气体。由于本实施例的碱性水电解装置100未设置有分隔膜，经反应生成的氢气h与氧气o是在混合的状态下排出。如此，燃烧器160可直接燃烧氢气h与氧气o的混合气体，不须另外将氢气h与氧气o分离或是做其他处理，提升装置整体的运作效率以及减少零件。
35.综上所述，在本实用新型的碱性水电解装置中，氢气侧电极以及氧气侧电极之间未设有分隔膜，电解液流经氢气侧电极以及氧气侧电极之间的间隙而直接与氢气侧电极以及氧气侧电极反应。如此，可以减少水电解装置的零件的数量，且电极之间的距离相较设置有分隔膜的情况下更短，进而能提升反应效率。优选地，表面积较大的圆筒部设为氢气侧电极、表面积较小的柱状部设为氧气侧电极，也就是表面积对应气体生成量的设置方式能够进一步提升反应效率。并且，根据距离供给口的远近而使电极之间设置不同的间隙距离，能够使多个电极之间的电解液供给较为平均。据此，本实用新型的碱性水电解装置具有较佳的电解反应效率。
36.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种碱性水电解装置，其特征在于，包括：氢气侧电极；氧气侧电极；框体，收纳所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极，且所述框体包括供给口以及排出口；以及供给装置，通过所述供给口供给电解液至所述框体中，其中所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极中的其中一者形成为柱状部，另一者形成为设置于所述柱状部的周围的圆筒部，所述供给口与所述排出口连通于所述柱状部与所述圆筒部之间的间隙，所述排出口排出所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极反应后生成的氢气、氧气以及所述电解液。2.根据权利要求1所述的碱性水电解装置，其特征在于，所述柱状部为所述氧气侧电极，所述圆筒部为所述氢气侧电极。3.根据权利要求1或2所述的碱性水电解装置，其特征在于，所述框体内并列地配置有多个所述氢气侧电极以及多个所述氧气侧电极，且多个所述氢气侧电极以及多个所述氧气侧电极中，靠近所述供给口侧的所述氢气侧电极与所述氧气侧电极之间的距离，小于远离所述供给口侧的所述氢气侧电极与所述氧气侧电极之间的距离。4.根据权利要求1所述的碱性水电解装置，其特征在于，还包括燃烧器，所述燃烧器燃烧从所述排出口排出的所述氢气与所述氧气的混合气体。

技术总结
本实用新型提供一种碱性水电解装置，具有较佳的电解反应效率。碱性水电解装置包括：氢气侧电极；氧气侧电极；框体，收纳所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极，且所述框体包括供给口以及排出口；以及供给装置，通过所述供给口供给电解液至所述框体中，其中所述氢气侧电极以及所述氧气侧电极中的其中一者形成为柱状部，另一者形成为设置于所述柱状部的周围的圆筒部，所述供给口与所述排出口连通于所述柱状部与所述圆筒部之间的间隙，所述排出口排出反应后生成的氢气、氧气以及所述电解液。氧气以及所述电解液。氧气以及所述电解液。


技术研发人员：后藤稔 土山贵大
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/14