[发明专利]太阳能电解水动态制氢·氧设备

说明书

太阳能动态制氢·氧设备提出了一种无污染、小体积、大功率、高效利用可再生能源对水进行电解，电解出的氢气与氧气自动分开、输出的装置。本发明采用了发明人首创的技术：引导式无隔膜氢·氧气分离与收集技术，符合尖端释放电子原理的——极针阵列电解技术，横向大面积动态供电技术等。大幅度降低了电解槽的内部损耗；与光伏、风电等电源的动态匹配效果极佳；实现了低品质的电能回收并转化成氢能储存或输送。使可再生能源具备了替代传统化石能源的能力。独特简单的结构设计，更容易用无污染的材料大规模制造，它是由夹板组件(7)、标准分离塔(4‑1)、端子分离塔(4‑2)、框架(5‑1)等零部件装配而成。

本发明——太阳能电解水动态制氢(氧)设备：是一台无需人看守就能自动化工作的能量转换设备，与可再生能源光伏、风电等电源电压的动态匹配效果极佳。用于电解水，可以高效率制取高纯度的氢气和氧气。氢气和氧气可以利用传统燃气的储存和运输技术，进行大规模储存和输送，这就意味着可再生能源可以大规模储存和输送。因此，可再生能源就具备了取代化石能源的能力，它将为可持续发展，实现零排放发挥重要的作用。

我国主要是以化石能源(石油、煤炭、天然气等)为主，可再生能源(光伏、风电等)为辅的国家。由于大量使用化石能源，必然大量排放温室气体、粉尘颗粒等一系列有毒有害物质，对自然环境造成了极大的污染和破坏。

可再生能源(阳光、风、波浪)虽然能有效地解决污染问题，但其本身的物理特性——间歇性(也叫随机性)。在没有高效的转化技术之前，根本没有办法对这些能源进行大规模储存和输送，更谈不上有效使用。因此，就目前而言可再生能源还没有能力取代化石能源，这使得可再生能源的应用推广举步维艰。

利用可再生能源电解水制氢·氧，是将可再生能源产生的能量转移储存到了氢·氧中，氢·氧反应释放出能量后排出的是水。在这个能量循环过程中，能实对现可再生能源的大规模储存、输送与高效利用，可以彻底解决环境污染、温室气体排放的问题。而解决这个问题的关键是：特别需要一种能高效利用可再生能源分离水的技术。

一、本发明的目的：

为了解决上述提出的问题，本发明的目的：是要提供一种安全、环保、廉价、小体积、大功率、自动化(无人值守)，能高效利用可再生能源(光伏、风电等)制氢·氧的技术——太阳能电解水动态制氢·氧设备。

二、本发明出现的原因：

本人经过对上一项发明——太阳能水电解制氢·氧装置(专利号：ZL200810172947.5) 在长期使用过程中存在的问题，进行了深入的探索与研究，并总结出，以下几个主要问题：

1、该装置属于单室电解槽，本身的固有电压极低，不能与光伏、风电等间歇性电源有效匹配，效率较低；

2、没有解决电解槽与相关辅助系统在工作时的协同配合问题；在不借助外力的条件下，电解槽不能实现自动进水；

3、没有解决自动检测和自动控制的问题；

4、没有解决在电解过程中，由于氢·氧气，气体体积不同造成的电解槽内电解液的平衡问题——即氢·氧气排放量的比例问题；

5、没有解决在排气过程中，大量携带电解质泡沫的氢气和氧气，进行分离、回收、返回和再利用问题；其结果会造成电解槽内电解质浓度降低，导电率减小，造成效率降低的问题；

6、没有解决电解槽氢室和氧室内电解液平面的平衡问题；

7、没有解决氢气和氧气在排放时的连续输出问题；

8、该装置没有解决在工作过程中进水、氢·氧的排放，都需要专业技术工人操作才能完成——即自动化问题；

9、该装置没有解决在保持功率，效率不变的情况下，大幅度缩小整机体积的问题；