用铝水制氢/储氢的装置及其液流方式.pdf

《用铝水制氢/储氢的装置及其液流方式.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用铝水制氢/储氢的装置及其液流方式.pdf（25页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103361668 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103361668 A *CN103361668A* (21)申请号 201210102861.1 (22)申请日 2012.04.10 C25B 1/04(2006.01) C25B 5/00(2006.01) C01B 3/02(2006.01) (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路 92 号天 津大学新园村 21 号楼 1701 (72)发明人 王为 (74)专利代理机构 深圳市睿智专利事务所 44209 代理人 黄宇燕 陈鸿荫 (54) 发明名称 用铝 - 水制。

2、氢 / 储氢的装置及其液流方式 (57) 摘要 一种用铝 - 水制氢 / 储氢的装置及其液流方 式， 应用于铝合金和 - 水制氢储氢体系， 包括两 个液流配置室 （1、 2） 、 配液器 （9） 、 泵液腔 5、 液流 泵 7 和电极室组 (3)， 电极室组 (3) 包括彼此互 相分隔、 其电极相互间以电串联或者电并联连接 在一起的电极室 （34） ； 各电极室 （34） 通过出液管 （348） 与液流配置室 （1、 2） 相通 ； 液流配置室 （1、 2） 的输液管 （11、 21） 分别与泵液腔 （5） 相通 ； 液流 泵 （7） 通过汲液管 （71） 与泵液腔 （5） 相连通， 液 流泵。

3、 （7） 的送液管 （72） 与位于电极室组 （3） 上部 的配液器 （9） 相通 ； 配液器 （9） 通过各进液管 （91） 与位于其下方的各电极室 （34） 相通。本发明的有 益效果是 ： 解决现有技术制氢 / 储氢装置中沉淀 物清除、 各电极室液流间短路等问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书7页 附图14页 (10)申请公布号 CN 103361668 A CN 103361668 A *CN103361668A* 1/3 页 2 1. 一种用铝 - 水制氢 。

4、/ 储氢的装置， 应用于铝合金 - 水制氢储氢体系， 其特征在于 ： 包括两个液流配置室 （1、 2） 、 配液器 （9） 、 泵液腔 （5） 、 液流泵 （7）和电极室组 (3)， 该 电极室组 (3) 包括彼此互相分隔、 各室电极相互以电串联或者电并联方式连接的电极室 （34） ； 所述各电极室 （34） 通过各自的出液管 （348） 分别与该电极室组 （3） 下方、 对称设置的 所述液流配置室 （1、 2） 相通 ； 该液流配置室 （1、 2） 由其各自的输液管 （11、 21） 分别与所述 泵液腔 （5） 相通 ； 所述液流泵 （7） 通过汲液管 （71） 与泵液腔 （5） 相连通， 。

5、所述液流泵 （7） 的 送液管 （72） 与位于所述电极室组 （3） 上部的配液器 （9） 相通 ； 该配液器 （9） 通过各进液管 （91） 同位于其下方的各电极室 （34） 相通 ； 使用时， 分别调节与所述液流配置室 （1、 2） 相连接的所述出液管 （348） 的出液管开关， 控制所述电极室组 （3） 的电解液交替流入所述两液流配置室之一， 电解液在该液流配置室 （1 或 2） 、 泵液腔 （5） 、 配液器 （9） 和电极室组 （3） 之间循环， 而另一液流配置室 （2 或 1） 则于 处于电解液静置、 沉淀物沉降处理过程中。 2. 根据权利要求 1 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的。

6、装置， 其特征在于 ： 所述各液流配置室 （1、 2） 是完全对称的结构 ； 所述各液流配置室 （1、 2） 分别设置有与 外部控制电路相连接的、 用于对电解液进行加热或冷却的加热 / 冷却管 （14、 24） 。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述各液流配置室 （1、 2） 的下部分别设置带有开关 （151、 251） 的沉淀物排出管 （15、 25） ， 在所述各液流配置室 （1、 2） 壳体底部、 设有令沉淀物滑向所述沉淀物排出管 （15、 25） 一侧的倾斜式结构。 4. 根据权利要求 1 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置，。

7、 其特征在于 ： 所述泵液腔 （5） 上设置有带有开关的泵液腔清洗液进液管 （61） 和泵液腔清洗液出液 管 （62） ， 用于所述装置停止运行时用清水冲洗。 5. 根据权利要求 1 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述配液器 （9） 包括配液槽 （92） 、 与该配液槽 （92） 相适配的上盖 （93） 和位于该配液槽 （92） 壳体外侧的、 显示该配液槽 （92） 内液面状态的液面高度显示器 （94） ； 所述配液槽 （92） 是中部有上下通透中空窗 （95） 、 四周为槽渠 （96） 、 类似 “回” 字型的槽 形结构 ； 与所述各电极室 （34） 连通的各进液管。

8、 （91） 位于该槽渠 （96） 底部 ； 所述液流泵 （7） 的送液管 （72） 通至该槽渠 （96） ； 所述上盖 （93） 下表面有与所述配液槽 （92） 的中空窗 （95） 相适配的 “口” 字形的凸楞 （931） ， 当该上盖 （93） 盖在所述配液槽 （92） 上时， 该凸楞 （931） 恰好套住或嵌入所述配液槽 （92） 的中空窗 （95） ， 构成集氢腔 ； 位于该配液器 （9） 外部的出氢量控制器 （81） 、 电流电压显示器 （82） 和电能输出端 （83） 通过位于配液槽 （92） 内的导电连接 （84） 分别与该配液槽 （92） 底部电极室组 （3） 的铝合金 电极集流。

9、板 (31) 和析氢电极集流板 （32） 相连 ； 由所述各电极室 （34） 产生的氢气聚集在配液槽 （92） 中空窗 （95） 和上盖 （93） 的凸楞 （931） 限定的集氢腔内， 通过设置在所述上盖 （93） 上的出气口 （933） 向外输出并受所述出 氢量控制器 （81） 的控制。 6. 根据权利要求 1 或 5 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述电极室 （34） 是腔体结构， 包括彼此分隔的进液分割室 （341） 、 产氢区 （342） 和出液 权 利 要 求 书 CN 103361668 A 2 2/3 页 3 分割室 （343） ； 所述配液器 （9） 。

10、内的电解液经进液管 （91） 流至该分割室 （341） ， 再经该分割 室 （341） 下部的进液管 （3411） 流入产氢区 （342） ； 在该进液分割室 （341） 上方、 进液管 （91） 电解液流入处， 装有可转动、 栅格结构的进液切割器 （349） ， 流进该分割室 （341） 的电解液 恰好注入转动的进液切割器 （349） 栅格上， 被该进液切割器 （349） 的栅格斩断后流入 ； 所述产氢区 （342） 内设有相互平行且有间隔的铝合金电极 （311） 和析氢电极 （321） ； 所 述铝合金电极 （311） 和析氢电极 （321） 嵌装在该产氢区 （342） 的内壁的定位槽 （。

11、3421） 中 ； 所述铝合金电极 （311） 和析氢电极 （321） 分别与该电极室组 （3） 的铝合金电极集流板 (31) 和析氢电极集流板 （32） 电联接， 所产生的氢气通过该产氢区 （342） 上部的敞开口进入所述 配液器 （9） 的集氢腔 ； 所述产氢区 （342） 与出液分割室 （343） 由一内隔壁 （345） 相隔， 在该内隔壁 （345） 上 端留有溢流通孔 （346） 令两者相通 ； 该出液分割室 （343） 被一横隔分隔为上下两区 ： 汇流区 （3431） 和出液区 （3432） ， 横隔上设有向下导通的汇流管 （3433） ； 所述产氢区 （342）内的电解液经溢流通。

12、孔 （346）流入所述汇流区 （3431） ， 经汇流管 （3433） 流入其下部的出液区 （3432） ； 所述出液区 （3432） 的下部有所述出液管 （348） 与所述 两个液流配置室 （1、 2） 相通 ； 在所述出液区 （3432） 内、 汇流管 （3433） 管口的下方， 装有可转动、 栅格结构的出液切 割器 （3434） ， 由汇流管 （3433） 流出的电解液恰好注入该出液切割器 （3434） 的栅格上， 即该 电解液是被该出液切割器 （3434） 的栅格斩断后才流进该出液区 （3432） 。 7. 根据权利要求 6 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述。

13、进液切割器 （349） 和出液切割器 （3434） 是自带转轴的、 可在电解液冲击下自行转 动来斩断流过的电解液液流 ； 或者是与外部控制电路电联接， 采用开合结构控制， 用来斩断 流过的电解液液流。 8. 根据权利要求 1 或 6 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 在所述各液流配置室 （1、 2） 的出液管 （348） 的端口处设有液流档板 （3481） ， 该液流档 板 （3481） 由数根连接柱 （3482） 与出液管 （348） 相连， 各连接柱 （3482） 彼此存有间隔， 所述 出液管 （348） 内的电解液从各连接柱 （3482） 的间隔流出。 9. 根据权。

14、利要求 6 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述产氢区 （342） 内的铝合金电极 （311） 和析氢电极 （321） 是一组或多组 ； 多组时， 各 铝合金电极 （311） 和析氢电极 （321） 分别串联或并联， 再分别电联接至所述铝合金电极集 流板 (31) 和析氢电极集流板 （32） 。 10. 根据权利要求 6 所述用铝 - 水制氢 / 储氢装置， 其特征在于 ： 所述进液分割室 （341） 和产氢区 （342） 之间的进液管 （3411） 上连接有清洗液出液管 （65） ， 该清洗液出液管 （65） 上装有清洗液出液开关 （64） 。 11. 根据权利要求 。

15、6 所述用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 其特征在于 ： 所述出液分割室 （343） 的出液管 （348） 上还连接有清洗液出液管 （67） ， 该清洗液出液 管 （67） 上装有出清洗液出液管开关 （66） 。 12.一种用铝-水制氢/储氢装置的液流方式， 所述用铝-水制氢/储氢的装置包括两 个液流配置室 （1、 2） 、 配液器 （9） 、 泵液腔 （5） 、 液流泵 （7） 和电极室组 (3)， 该电极室组 (3) 包括彼此互相分隔、 各室电极相互以电串联或者电并联方式连接的电极室 （34） ； 所述各电 权 利 要 求 书 CN 103361668 A 3 3/3 页 4 极室 （3。

16、4） 通过各自的出液管 （348） 分别与该电极室组 （3） 下方、 对称设置的所述液流配置 室 （1、 2） 相通 ； 该液流配置室 （1、 2） 由其各自的输液管 （11、 21） 分别与所述泵液腔 （5） 相通 ； 所述液流泵 （7） 通过汲液管 （71） 与泵液腔 （5） 相连通， 所述液流泵 （7） 的送液管 （72） 与位 于所述电极室组 （3） 上部的配液器 （9） 相通 ； 该配液器 （9） 通过各进液管 （91） 同位于其下 方的各电极室 （34） 相通 ； 其特征在于 ： 注入所述液流配置室 （1 或 2） 内的电解液经输液管 （11 或 21） 流入泵液腔 （5） ； 所。

17、述 液流泵 （7） 通过汲液管 （71） 汲取泵液腔 （5） 内的电解液， 经送液管 （72） 泵入所述配液器 （9） 内 ； 所述配液器 （9） 内的电解液经各出液管 （91） 流入各电极室 （34） ， 电解液经各电极室 （34） 的出液管 （348） 流向所述两液流配置室 （1、 2） 之一， 电解液在该液流配置室 （1 或 2） 、 泵液腔 （5） 、 配液器 （9） 和电极室组 （3） 之间循环， 而另一液流配置室 （2 或 1） 则处于电解液 静置、 沉淀物沉降处理过程中， 如此循环往复。 13. 根据权利要求 12 所述用铝 - 水制氢 / 储氢装置的液流方式， 其特征在于 ： 。

18、所述 “沉淀物沉降处理过程” 包括通过所述各液流配置室下部沉淀物排出管 （25） 或 （15） 向外排除沉淀物。 14. 根据权利要求 12 所述用铝 - 水制氢 / 储氢装置的液流方式， 其特征在于 ： 所述 “经所述配液器 （9） 的各出液管 （91） 流入各电极室 （34） ” ， 还括如下步骤 ： 所述出液管 （91） 电解液先被所述各电极室 （34） 的分割室 （341） 内的、 旋转着的进液 分割室电解液切割器 （349） 斩断后流入分割室 （341） 、 经进液管 （3411） 流进电极室产氢区 （342） 内， 再由溢流通孔 （346） 流入所述汇流区 （3431） ， 经汇流。

19、管 （3433） 流出的电解液被旋 转着的出液切割器 （3434） 斩断之后流入出液区 （3432） ； 并， 经所述出液管 （348） 流入液流 配置室 （1 或 2） 。 权 利 要 求 书 CN 103361668 A 4 1/7 页 5 用铝 - 水制氢 / 储氢的装置及其液流方式 0001 技术领域 本发明涉及直接将化学能转化为氢气、 电能的装置， 尤其涉及用 铝 - 水储氢、 制氢新型装置。 0002 背景技术 随着化石燃料消耗量的逐渐增大及其储存量的逐渐枯竭， 以及对环境 保护的日益重视， 以石油、 煤炭、 天然气为代表的一次能源最终将被清洁可再生能源所取 代。 氢能作为一种无污。

20、染的二次能源由于具有资源丰富， 氢燃烧热值大且燃烧产物是水， 不 会造成环境污染等诸多突出优点 , 受到世界各国的普遍重视。专家预言， 氢能与电力将成 为 21 世纪新能源体系的两大支柱。 0003 氢气的储存、 运输及释放是氢能开发利用的前提条件之一。目前的氢气储存与运 输方式都存在成本高， 安全性及稳定性差、 储氢量低等缺憾。 0004 在本发明人的在先中国专利02148850.9、 名为 “电化学铝水储氢、 制氢的方法及 设备” 公开了一种用铝 - 水储氢、 制氢的能量体系设备。这种储氢、 制氢能量设备是利用析 氢电极、 电解液和铝合金电极在电化学反应器内的电化学反应原理， 实现氢气的储。

21、存和释 放， 并同时产生电能输出。这种电化学储氢、 制氢能量体系在运行过程中， 析氢电极上发生 如下阴极还原反应 ： 2H2O + 2e H2 + 2OH- 在铝合金电极上发生如下阳极氧化反应 ： Al 3e + 3OH- Al(OH)3 体系的总反应 ： 2Al 6H2O 2Al(OH)3 3H2 所述用铝 - 水储氢、 制氢的能量体系设备实际上储存的是铝合金和水， 运行过程中对 外输出氢气， 并可同时输出电能。参见图 17， 在该发明中公开的电化学铝 - 水储氢、 制氢设 备， 是由贮液槽 2 、 集氢室 13 、 循环过滤泵 10 、 电解池系统 3 和缓冲槽 9 组成， 所述贮液 槽 。

22、2 、 集氢室 13 、 循环泵 10 、 电解池系统 3 和缓冲槽 9 之间通过管路相通 ； 电解池系统 由多个极室 8 组成 , 每个极室中排布着铝合金极板和析氢极板 , 每个极室中均填充电解 液 , 贮液槽设有用于补充电解液的注液口 ； 集氢室上有出氢口 , 电解池系统下面是缓冲槽 9 , 用于保护电解池系统 3 的每个极室中的电解液的液面高度相同 ； 循环过滤泵 10 连接 贮液槽 2 和缓冲槽 9 。但现有技术储氢、 制氢能量体系设备存在着无法及时清除制氢过程 中电解液中生成的 Al(OH)3沉淀物， 同时， 电解液直接注入电解池系统 3 造成各电极室之 间液流短路而降低整个体系的效。

23、率、 而且该设备不能控制溶液温度以及对外输出的氢气流 量、 不能对设备内部进行清洗、 不能监控设备内部的液流状况等问题。 0005 发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种 用铝 - 水制氢 / 储氢的装置及其液流方式， 解决现有技术制氢 / 储氢装置中沉淀物清除、 各 电极室之间液流短路等问题。 0006 本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是， 一种用铝 - 水制氢 / 储氢的装 置， 采用铝合金 - 水制氢储氢体系， 包括两个液流配置室、 配液器、 泵液腔、 液流泵和电极 说 明 书 CN 103361668 A 5 2/7 页 6 室组， 该电极室组。

24、包括彼此互相分隔、 各室电极相互以电串联或者电并联方式连接的电极 室 ； 所述各电极室通过各自的出液管分别与该电极室组下方、 对称设置的所述液流配置室 相通 ； 该液流配置室由其各自的输液管分别与所述泵液腔相通 ； 所述液流泵通过汲液管与 泵液腔相连通， 所述液流泵的送液管与位于所述电极室组上部的配液器相通 ； 该配液器通 过各进液管同位于其下方的各电极室相通。 0007 使用时， 分别调节与所述液流配置室相连接的所述出液管的出液管开关， 控制所 述电极室组的电解液交替流入所述两液流配置室之一， 电解液在该液流配置室、 泵液腔、 配 液器和电极室组之间循环， 而另一液流配置室则处于电解液静置、。

25、 沉淀物沉降处理过程中。 0008 所述各液流配置室具有完全对称的结构 ； 所述各液流配置室分别设置有与外部控 制电路相连接的、 用于对电解液进行加热或冷却的加热 / 冷却管。 0009 所述各液流配置室的下部设置有沉淀物排出管， 在所述各液流配置室壳体底部、 设有令沉淀物滑向所述沉淀物排出管一侧的倾斜式结构。 0010 所述泵液腔上设置有带有开关的泵液腔清洗液进液管和泵液腔清洗液出液管， 用 于所述装置停止运行时用清水冲洗。 0011 所述配液器包括配液槽、 与该配液槽相适配的上盖和位于该配液槽壳体外侧的、 显示该配液槽内液面高度的液面高度显示器 ； 所述配液槽是中部有上下通透中空窗、 四周。

26、为槽渠、 类似 “回” 字型的槽形结构 ； 与所述 各电极室连通的各进液管位于该槽渠底部 ； 所述液流泵的送液管通至该槽渠 ； 所述上盖下 表面有与所述配液槽的中空窗相适配的 “口” 字形的凸楞， 当该上盖盖在所述配液槽上时， 该凸楞恰好套住或嵌入所述配液槽的中空窗， 构成集氢腔 ； 位于该配液器外部的出氢量控制器、 电流电压显示器和电能输出端通过位于配液槽内 的导电连接分别与该配液槽底部电极室组的铝合金电极集流板和析氢电极集流板相连 ； 由所述各电极室产生的氢气聚集在由配液槽中空窗和上盖的凸楞限定的集氢腔内， 通 过设置在所述上盖上的出气口向外输出并受所述出氢量控制器的控制。 0012 所述。

27、电极室是腔体结构， 包括彼此分隔的进液分割室、 产氢区和出液分割室 ； 所述 配液器内的电解液经进液管流至该进液分割室， 再经该进液分割室下部的进液管流入产氢 区 ； 在该进液分割室上方、 进液管电解液流入处， 装有可转动、 栅格结构的进液切割器， 流进 该进液分割室的电解液恰好注入转动的进液切割器栅格上， 被该进液切割器斩断后流入产 氢区 ； 所述产氢区内设有相互平行且有间隔的铝合金电极和析氢电极 ； 所述铝合金电极和析 氢电极嵌装在该产氢区的内壁的定位槽中 ； 所述铝合金电极和析氢电极分别与该电极室组 的铝合金电极集流板和析氢电极集流板电联接， 所产生氢气通过该产氢区上部敞开口进入 所述配。

28、液器的集氢腔 ； 所述产氢区与出液分割室由一内隔壁相隔， 在该内隔壁上端留有溢流通孔令两者相 通 ； 该出液分割室被一横隔分隔为上下两区 ： 汇流区和出液区， 横隔上设有向下导通的汇 流管 ； 所述产氢区内的电解液经溢流通孔流入所述汇流区， 经汇流管流入其下部的出液区 ； 所述出液区的下部有所述出液管与所述两个液流配置室相通。 说 明 书 CN 103361668 A 6 3/7 页 7 0013 在所述出液区内、 汇流管管口的下方， 装有可转动、 栅格结构的出液切割器， 由汇 流管流出的电解液恰好注入该出液切割器的栅格上， 即该电解液是被该出液切割器分割后 才流进该出液区。 0014 所述进。

29、液切割器和出液切割器是自带转轴的、 可在电解液冲击下自行转动来斩断 流过的电解液液流 ； 或者是与外部控制电路电联接， 采用开合结构控制， 用来斩断流过的电 解液液流。 0015 在所述各液流配置室的出液管的端口处设有液流档板， 该液流档板由根连接柱与 出液管相连， 各连接柱彼此存有间隔， 所述出液管内电解液从各连接柱的间隔流出。 0016 所述产氢区内的铝合金电极和析氢电极是一组或多组 ； 多组时， 各铝合金电极和 析氢电极分别串联或并联， 再分别电联接至所述铝合金电极集流板和析氢电极集流板。 0017 本发明为了解决上述现有技术问题， 还提出一种用铝 - 水制氢 / 储氢装置的液流 方式，。

30、 所述的用铝-水制氢/储氢的装置包括两个液流配置室、 配液器、 泵液腔、 液流泵和电 极室组， 该电极室组包括彼此互相分隔、 各室电极相互以电串联或者电并联方式连接的电 极室 ； 所述各电极室通过各自的出液管分别与该电极室组下方、 对称设置的所述液流配置室 相通 ； 该液流配置室由其各自的输液管分别与所述泵液腔相通 ； 所述液流泵通过汲液管与 泵液腔相连通， 所述液流泵的送液管与位于所述电极室组上部的配液器相通 ； 该配液器通 过各进液管同位于其下方的各电极室相通， 其液流方式是 ： 注入所述液流配置室内的电解 液经输液管流入泵液腔 ； 所述液流泵通过汲液管汲取泵液腔内的电解液， 经送液管泵入。

31、所 述配液器内 ； 所述配液器内的电解液经各出液管流入各电极室， 电解液经各电极室的出液 管流向所述两液流配置室之一， 电解液在该液流配置室、 泵液腔、 配液器和电极室组之间循 环， 而另一液流配置室则于处于电解液静置、 沉淀物沉降处理过程中， 如此循环往复。 0018 所述 “沉淀物沉降处理过程” 包括通过所述各液流配置室下部沉淀物排出管向外 排出沉淀物。 0019 所述 “经所述配液器的各出液管流入各电极室” ， 还包括如下步骤 ： 所述流经出液管的电解液先被所述各电极室的进液分割室内的、 旋转着的进液切割器 斩断之后流入进液分割室、 经进液管流进电极室产氢区内， 再由溢流通孔流入所述汇流。

32、区， 经汇流管流入的电解液被旋转着的出液切割器斩断之后进入出液区， 并经所述出液管流入 液流配置室。 0020 同现有技术相比较， 本发明的有益效果是 ： 本发明装置的双液流配置室及其内部 结构， 保证了沉淀物的沉淀和及时排出 ； 电极室的电解液斩断结构， 解决了各电极室单体之 间液流的短路问题 ； 电解液以及液流速率在各个电极室单体中被更均匀地分配 ； 采用产氢 量及输出电能控制装置， 保证了体系对外输出氢能及电能的任意调控 ； 所述配液器液面高 度显示器， 保证进入电极室内的电解液流速 ； 所述配液器的中空结构， 有利于氢气的输出以 及液流的控制 ； 双液流配置室温控装置还保证了电解液的温。

33、度恒定 ； 管路结构的设计保证 了对整个装置内部的清洗。 0021 附图说明 图 1 是本发明用铝 - 水制氢 / 储氢的装置及其液流方式的优选实施 例中制氢 / 储氢装置主视示意图 ； 图 2 是所述优选实施例中制氢 / 储氢装置从后面看的轴测投影示意图 ； 说 明 书 CN 103361668 A 7 4/7 页 8 图 3 是所述优选实施例制氢 / 储氢装置除去电极室组的左、 右支撑板 3 后之轴测投影 示意图 ； 图 4 是所述优选实施例的液流配置室 2 的轴测投影示意图 ； 图 5 是所述优选实施例的液流配置室 2 从上往下看轴测投影示意图 ； 图 6 是图 5 A-A 的剖视轴测投。

34、影示意图 ； 图 7 是图 6 D 部的放大轴测投影示意图 ； 图 8 是所述优选实施例的配液器 9 之轴测投影示意图 ； 图 9 是所述配液器 9 除去上盖 93 后的轴测投影示意图 ； 图 10 是所述配液器 9 从底部仰视的轴测投影示意图 ； 图 11 是所述配液器上盖 93 的轴测投影示意图 ； 图 12 是所述配液器上盖 93 从底部仰视的轴测投影示意图 ； 图 13 是所述电极室 34 的轴测投影示意图 ； 图 14 是所述图 13 B-B 的剖视轴测投影示意图 ； 图 15 是所述图 13 C-C 的剖视轴测投影示意图 ； 图 16 是去掉侧板的一个电极室 34 之内部结构轴测投。

35、影示意图 图 17 现有技术电化学铝 - 水储氢、 制氢设备的示意图。 0022 具体实施方式 下面， 结合附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。 0023 参见图 1 和图 3， 本发明的优选实施例是设计一种用铝 - 水制氢 / 储氢的装置， 应 用于铝合金 - 水制氢储氢体系， 该装置包括两个液流配置室 1、 2、 配液器 9、 泵液腔 5、 液流 泵 7 和电极室组 3， 该电极室组 3 包括彼此互相分隔、 各室电极之间相互以电串联或者电并 联方式连接的电极室34 ； 所述各电极室34通过各自的出液管348分别与位于该电极室组3 下方、 对称设置的所述液流配置室1、 2相通 ； 该液流配。

36、置室1、 2由其各自的输液管11、 21分 别与所述泵液腔 5 相通 ； 所述液流泵 7 通过汲液管 71 与泵液腔 5 相连通， 所述液流泵 7 的 送液管 72 与位于所述电极室组 3 上部的配液器 9 相通 ； 该配液器 9 通过各进液管 91 同位 于其下方的各电极室 34 相通。 0024 处于所述液流配置室 1 或液流配置室 2 中的电解液经液流配置室 1 的输液管 11 或液流配置室 2 的输液管 21 进入泵液腔 5。泵液腔 5 中的电解液在液流泵 7 的作用下经由 液流泵汲液管 71、 液流泵送液管 72 进入配液器 9 ； 配液器 9 中的电解液经各出液管 91 进入 各电。

37、极室34 ； 该装置运行过程中， 处于电极室34内的铝合金电极31不断溶解， 析氢电极32 的表面大量产生氢气 ； 生成的氢气经位于配液器 9 之上盖 93 上的出气口 933 输出 ； 进入该 各电极室 34 中的电解液经电极室各出液管 348 重新回到液流配置室 1 或 2 中。通过调节 位于配液器 9 外部的出氢量控制器 81 控制体系对外输出氢气的流量。该装置通过位于配 液器 9 上的电能输出端 83 对外输出电能， 所述配液器 9 上的电流电压显示器 82 显示对外 输出电流及电压的大小。 0025 参见图 1 至 3 及图 4 至图 7， 所述各液流配置室 1、 2 是完全对称的结。

38、构， 所述各液 流配置室1、 2的下部分别设置带有开关的沉淀物排出管15、 25， 在所述各液流配置室1、 2壳 体底部、 设有令沉淀物滑向所述沉淀物排出管 15、 25 一侧的倾斜式结构。所述各液流配置 室 1、 2 分别设置有与外部控制电路相连接的、 用于对电解液进行加热或冷却的加热 / 冷却 管14、 24 ； 在所述各液流配置室1、 2的各出液管348的端口处设有液流档板3481， 该液流档 说 明 书 CN 103361668 A 8 5/7 页 9 板 3481 由数根连接柱 3482 与出液管 348 相连， 各连接柱 3482 彼此存有间隔， 所述出液管 348内电解液从各连接。

39、柱3482的间隔流出。 该各液流配置室1、 2外壳上还有观察液流配置 室内部电解液状态的观察窗 16、 26。 0026 以液流配置室 2 为例， 所述电极组 3 的电极室 34 内的电解液经其出液管 348 进入 液流配置室 2。通过液流配置室 2 的加热 / 冷却管 24 对电解液进行加热或冷却， 以维持电 解液温度的恒定。液流配置室 2 内底部的倾斜结构保证电解液中的沉淀物能够顺利通过液 流配置室 2 的沉淀物排出管 25 排到液流配置室 2 外部。位于各出液管 348 端口的液流档 板 3481 可阻挡电解液的直接注入， 有利于沉淀物的析出。在该装置运行中， 通过分别调节 与该各液流配。

40、置室出液管 348 上的电极室出液管开关 3483 和 3484， 控制各电极室 34 内的 电解液交替流入液流配置室 1 或 2 中， 以保证液流配置室 1 和 2 两者之一处于电解液静置、 沉淀物沉降处理过程， 另一处于电解液在电极室 34、 液流配置室 2 或 1、 泵液腔 5、 配液器 9 这四者之间的循环过程。 0027 所述泵液腔 5 通过各液流配置室 1、 2 的输液管 11、 21 分别与液流配置室 1 、 2 相 连， 以保证液流配置室 1 、 2 内的电解液能顺利流入泵液腔 5 中 ； 泵液腔 5 通过液流泵 7 的 汲液管 71 与液流泵 7 相连， 以保证泵液腔 5 中。

41、的电解液由液流泵 7 经送液管 72 泵入配液 器 9 中。泵液腔 5 上分别设置有带有开关的泵液腔清洗液进液管 61 和泵液腔清洗液出液 管 62， 用于在该装置停止运行后， 从该泵液腔清洗液进液管 61 注入清水对整个装置的各个 部分进行清洗， 通过控制分别设置在泵液腔清洗液进液管 61 上的开关、 泵液腔清洗液出液 管 62 上的开关以及该装置其它管路上的各个开关， 实现清洗液的流入和流出。在泵液腔 5 上还设有可观察其内腔液面的观察窗 53。 0028 液流泵 7 通过送液管 72 与配液器 9 相连， 用于将泵液腔 5 中的电解液送入配液器 9 中， 以实现整个装置内电解液的循环。 。

42、0029 参见图 8 至 12， 所述配液器 9 包括配液槽 92、 与该配液槽 92 相适配的上盖 93 和 位于该配液槽 92 壳体外侧的、 显示该配液槽 92 内液面高度的液面高度显示器 94 ； 所述配 液槽 92 是中部有上下通透中空窗 95， 该中空窗 95 的四周为槽渠 96， 类似 “回” 字型的槽形 结构 ； 与所述各电极室 34 连通的各进液管 91 位于该槽渠 96 的底部 ； 所述液流泵 7 的送液 管 72 通过位于该槽渠 96 上的连接孔 97 与槽渠 96 连通 ； 所述上盖 93 下表面有与所述配液 槽 92 的中空窗 95 相适配的 “口” 字形的凸楞 931。

43、， 当该上盖 93 盖在所述配液槽 92 上时， 该 凸楞 931 恰好套住或嵌入所述配液槽 92 的中空窗 95， 构成集氢腔。 0030 位于该配液器 9 外部的出氢量控制器 81、 电流电压显示器 82 和电能输出端 83 通 过位于配液槽 92 内的导电连接 84 分别与该配液槽 92 底部电极室组 3 的铝合金电极集流 板 31 和析氢电极集流板 32 相连 ； 由所述各电极室 34 产生的氢气聚集在配液槽 92 中空窗 95 和上盖 93 的凸楞 931 限定 的集氢腔内， 通过设置在所述上盖 93 上的出气口 933 向外输出并受所述出氢量控制器 81 的控制。 0031 由液流。

44、泵 7 的送液管 72 经由该配液器进液口 97 流入配液器 9 中的电解液， 经过 各配液器出液管 91 分别流入各自对应的电极室。配液器 9 的作用是将配液槽 92 内的电解 液经各配液器出液管91， 均匀分配给各电极室34 ； 通过配液器液面高度显示器94观察该配 液器 9 中的液面高度， 据此调控位于各配液器出液管 91 的电解液压力， 以保证进入电极室 说 明 书 CN 103361668 A 9 6/7 页 10 34内的电解液流速。 电极室34内产生的氢气汇集在配液器9的集氢腔， 由位于配液器上盖 93 上的出气口 933 对外输出。安装在配液器 9 上的电能输出端 83、 电流。

45、电压显示器 82、 出 氢量控制器 81 和导电连接 84 等均采用耐腐蚀材料使之与电解液隔离。 0032 参见图 13 至图 16， 所述电极室 34 是腔体结构， 包括彼此分隔的进液分割室 341、 产氢区 342 和出液分割室 343 ； 所述配液器 9 内的电解液经进液管 91 流至该分割室 341， 再经该分割室 341 下部的进液管 3411 流入产氢区 342 ； 在该进液分割室 341 上方、 进液管 91 电解液流入处， 装有可转动、 栅格结构的进液切割器 349， 流进该分割室 341 的电解液恰 好注入转动的进液切割器 349 栅格上， 被该进液切割器 349 的栅格分割。

46、后流入进液分割室 341 ； 所述产氢区 342 内设有相互平行且有间隔的铝合金电极 3423 和析氢电极 3424 ； 所述 铝合金电极 3423 和析氢电极 3424 嵌装在该产氢区 342 的内壁的定位槽 3421 中 ； 所述铝合 金电极 3423 和析氢电极 3424 分别与该电极室组 3 的铝合金电极集流板 31 和析氢电极集 流板 32， 所产生的氢气通过该产氢区 342 上部的敞开口进入所述配液器 9 的集氢腔 ； 所述产氢区 342 与出液分割室 343 由一内隔壁 345 相隔， 在该内隔壁 345 上端留有溢 流通孔 346 令两者相通 ； 该出液分割室 343 被一横隔。

47、分隔为上下两区 ： 汇流区 3431 和出液 区 3432， 横隔上设有向下导通的汇流管 3433 ； 所述产氢区342内的电解液经溢流通孔346流入所述汇流区3431， 经汇流管3433流入 其下部的出液区 3432 ； 所述出液区 3432 的下部有所述出液管 348 与所述两个液流配置室 1、 2 相通 ； 在所述出液区 3432 内、 汇流管 3433 管口的下方， 装有可转动、 栅格结构的出液切割器 3434， 由汇流管3433流出的电解液恰好注入该出液切割器3434的栅格上， 即由汇流管3433 流出的电解液是被该出液切割器 3434 的栅格斩断后才流进该出液区 3432。 003。

48、3 所述配液器 9 中的电解液经配液器 9 的各出液管 91 流入各电极室进液分割室 341， 并被旋转着的进液分割室的进液切割器349斩断 ； 之后， 电解液经该进液分割室341的 进液管 3411、 从电极室产氢区 342 的底部进入该产氢区 342， 并流经位于该产氢区 342 内的 铝合金电极 311 与析氢电极 321 之间的间隙， 再由产氢区溢流通孔 346 流入电极室出液分 割室 343。此时位于电极室产氢区 342 内、 处于电解液中的所述铝合金电极 311 发生阳极 溶解反应 ； 位于电极室产氢区 342 内、 处于电解液中的析氢电极 321 的表面发生还原反应。 上述电极反。

49、应形成的电流分别经铝合金电极集流板 31 和析氢电极集流板 32 输出。 0034 经产氢区溢流通孔 346 流入电极室出液分割室 343 内的电解液， 被旋转着的出液 切割器 3434 斩断后， 经出液管 348 流入液流配置室。所述用于斩断电解液液流的、 位于电 极室进液分割室 341 内的进液切割器 349 以及位于电极室出液分割室 343 内的出液分割室 343 的出液切割器 3434 也可以采用控制电路控制下的开合结构来斩断电解液液流 ； 所述进 液切割器349和出液切割器3434也可以是自带转轴的、 可在电解液冲击下自行转动来斩断 流过的电解液液流。 0035 所述产氢区342内的铝合金电极311和析氢电极321是一组或多组 ； 多组时， 各铝 合金电极 311 和析氢电极 321 分别串联或并联， 再分别电联接至所述铝合金电极集流板 31 和析氢电极集流板 32。 0036 本实施例中， 所述用铝 - 水制氢 / 储氢装置的液流方式是 ： 注入所述液流配置室 1 说。