用于碱性电解水制氢的电解槽一体化电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN118241236A

    公开(公告)日:2024-06-25

    申请号:CN202410208024.X

    申请日:2024-02-26

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种用于碱性电解水制氢的电解槽一体化电极及其制备方法。将镍网与流场板上流道顶部的表面焊接,形成流场板一体化电极;焊接好的流场板一体化电极进行清洗,去除表面氧化层;在两电极体系下,以流场板一体化电极为工作电极,镍板为对电极,在流场板一体化电极表面沉积一层梯度多孔镍铁合金镀层,随后将其装配于金属极板上预留的流场板空隙中,得到用于碱性电解水制氢的电解槽一体化电极。与现有技术相比,本发明制备的电解槽一体化电极避免了流场与电极表面催化剂的直接接触,极大地降低了欧姆电阻;同时,电解槽流道和电极表面的其他位置均覆盖着催化活性物质,有效的增大了电解水的反应面积,提升了电解效率。

    用于碱性电解槽的一体化电极、电极的制备方法及电解槽

    公开(公告)号:CN116377551A

    公开(公告)日:2023-07-04

    申请号:CN202310464554.6

    申请日:2023-04-27

    申请人: 同济大学

    IPC分类号: C25D17/12

    摘要: 本发明涉及一种用于碱性电解槽的一体化电极、电极的制备方法及电解槽,其中制备方法包括以下步骤:A)将镍毡、镍网电极、镍网流场依次排列,利用激光焊接技术进行一体化集成;B)在两电极体系中,采用镍铁金属盐的水溶液作为电镀液,以步骤A)中焊接的集成电极作为工作电极、铂片作为对电极,在焊接的集成电极表面电沉积一层镍铁氢氧化物沉积层,得到用于碱性电解槽的一体化电极。与现有技术相比,本发明中一体化集成采用的激光焊接等技术和依附催化剂的电沉积技术的相关工艺工业化前景好,可以通过自动化加工方式制造,通过使用该电极可以优化电解槽装配结构,缩小尺寸还保持较高的电极反应活性,经济效益较好,实用价值较高。

    一种碱水电解槽大面积电极支撑体结构

    公开(公告)号:CN115074769B

    公开(公告)日:2023-07-04

    申请号:CN202210489931.7

    申请日:2022-05-06

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种碱水电解槽大面积电极支撑体结构,电极由金属丝编织而成,电极的第一端置于电解槽的碱液入口,电极的第二端置于电解槽的碱液出口,电极为非均匀分布结构,自电极的第一端至第二端,金属丝的编织密度非均匀变化,且第一端的金属丝编织密度大于第二端的金属丝编织密度。与现有技术相比,本发明根据大型电解槽温度和反应速率不均匀的特点,设计与反应过程相匹配的电极结构,能够有效提升电解效率。

    一种用于碱性电解槽的组合式补水系统、制氢系统

    公开(公告)号:CN116180148A

    公开(公告)日:2023-05-30

    申请号:CN202310178667.X

    申请日:2023-02-28

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种用于碱性电解槽的组合式补水系统、制氢系统,组合式补水系统包括热水补水罐、常温水补水罐、冷水补水罐、补水泵和电控系统,热水补水罐、常温水补水罐和冷水补水罐通过管道连接补水泵的进口,热水补水罐、常温水补水罐和冷水补水罐与补水泵之间分别设有热水侧电控阀门、常温水侧电控阀门和冷水侧电控阀门;电控系统连接热水侧电控阀门、常温水侧电控阀门和冷水侧电控阀门。与现有技术相比,本发明可以灵活调控补水温度,通过补水适度调节电解槽工作温度,避免碱液温度过高和过低带来制氢效率降低、产品纯度下降等负面影响,有效提升电解槽的安全性,还能提升电解槽对波动工况的适应宽度,增强制氢系统对接可再生能源的能力。

    一种碱水电解槽大面积电极支撑体结构

    公开(公告)号:CN115074769A

    公开(公告)日:2022-09-20

    申请号:CN202210489931.7

    申请日:2022-05-06

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种碱水电解槽大面积电极支撑体结构,电极由金属丝编织而成,电极的第一端置于电解槽的碱液入口,电极的第二端置于电解槽的碱液出口,电极为非均匀分布结构,自电极的第一端至第二端,金属丝的编织密度非均匀变化,且第一端的金属丝编织密度大于第二端的金属丝编织密度。与现有技术相比,本发明根据大型电解槽温度和反应速率不均匀的特点,设计与反应过程相匹配的电极结构,能够有效提升电解效率。

    一种原位自聚合的纯聚合物固态电解质及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN118919839A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202411212477.6

    申请日:2024-08-30

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种原位自聚合的纯聚合物固态电解质及其制备方法与应用。所述聚合物固态电解质包括第一聚合物单体、第二聚合物单体、交联剂、第一电解质盐和第二电解质盐。所述制备方法为将第一电解质盐、第二电解质盐、第一聚合物单体、第二聚合物单体和交联剂混合,搅拌均匀并在室温下静置,得到原位自聚合的纯聚合物固态电解质。与现有技术相比,本发明的制备方法简单,制备的固态电解质室温下离子电导率高,电化学窗口宽,便于大规模商业应用,解决了聚合物电解质必须与有机增塑剂或无机固态电解质复合来提高室温离子电导率的问题,同时对高压正极和锂金属负极具有良好的稳定性,保证了固态锂金属电池在室温下工作的电化学性能。

    一种碱性电解槽用镍基复合电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN115094460B

    公开(公告)日:2023-08-29

    申请号:CN202210851802.8

    申请日:2022-07-19

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种碱性电解槽用镍基复合电极及其制备方法,首先,将镍基体置于铵液中进行电化学刻蚀;然后,将处理后的镍基体置于镍基合金催化剂前驱体水溶液中,在电化学条件下沉积镍基合金催化剂;然后,进行煅烧处理,最终形成镍基复合电极。与现有技术相比,本发明方法可对镍基体表面粗糙度灵活调控,且没有氢气生成,温和有效,进一步通过电沉积方法,可实现催化剂在基体上的均匀、牢固负载,简单有效,易于产业化,通过本发明方法制得的镍基合金复合电极展现出优异的析氢/析氧催化活性和稳定性。

    一种用于碱性电解槽的非对称金属网流场及碱性电解槽

    公开(公告)号:CN116397250A

    公开(公告)日:2023-07-07

    申请号:CN202310329155.9

    申请日:2023-03-30

    申请人: 同济大学

    IPC分类号: C25B9/73 C25B9/60 C25B1/04

    摘要: 本发明涉及一种用于碱性电解槽的非对称金属网流场,金属网流场为圆形网状结构,其下端通过第一径向孔流道连通碱液流道,其上端通过第二径向孔流道连通气液流道;金属网流场分为三个区域,第一区域为位于圆形网状结构下半部的扇形区域,且第一径向孔流道位于第一区域的圆弧段的中心;第二区域为圆形网状结构上半部的扇形区域,且第二径向孔流道位于第二区域的圆弧段的中心;第三区域包括第一区域和第二区域之间的两处扇形区域。与现有技术相比,本发明不同区域网格的纵向干涉和横向干涉不同,增加了对电解单元内碱液的定向扰动,提升了碱液流动分散性和流场分布均匀性,使得每个电解单元冠状面不同反应区域的电流密度和冷却环境差异显著降低。

    一种用于碱水电解槽的高精度主动压力控制方法

    公开(公告)号:CN115011999A

    公开(公告)日:2022-09-06

    申请号:CN202210589386.9

    申请日:2022-05-26

    申请人: 同济大学

    摘要: 本发明涉及一种用于碱水电解槽的高精度主动压力控制方法,包括以下步骤:获取波动工况下电解槽的外部输入功率和电解槽内部的实时压力;确定外部输入功率所在的功率范围,根据其所在的功率范围确定压力设定值,将电解槽内部的压力稳定至压力设定值;若外部输入功率增大或减小,则根据功率变化值确定压力调节阀需要改变的开度,逐步增大或减小压力调节阀的开度。与现有技术相比,本发明通过实时获取外部输入功率来确定压力设定值对压力调节阀的开度进行粗调,再根据外部输入功率的增减对压力调节阀的开度进行细调,采用高精度大流量和低精度小流量的两种不同的压力调节阀,从而可以适应不同波动工况下的压力变化,满足压力稳定的需求。