氢能专利库

本发明提供一种二氧化碳加氢合成甲醇的金刚石基催化剂的制备方法，包括催化剂制备步骤：提供纳米导电金刚石，将纳米导电金刚石颗粒加入金属盐溶液中，混合24h后焙烧处理，得到金刚石基催化剂；所述金属盐溶液的金属包括铜、锌、铬、钯、铟中的至少一种。

本发明提供一种电解水制氢系统，包括光伏模块、电解模块、氢储存单元、氧储存单元和氢氧动力系统；所述光伏模块直接连接所述电解模块；所述电解槽模块连接有水源模块，所述电解槽的阳极和阴极的电极材料包括导电金刚石，所述电解模块以水为原料电解制备得到氢产物和氧产物；所述电解模块分别连接所述氢储存单元和所述氧储存单元，所述氢储存单元用于储存所述电解模块的氢产物，所述氧储存单元用于储存所述电解模块的氧产物；所述氢储存单元和所述氧储存单元分别连接至氢氧动力系统，所述氢/氧动力系统用于以氢产物和/或氧产物为原料产出电能或机械能。

本发明提供一种电解水模块，包括外壳和与所述外壳连接的电极层叠体，所述电极层叠体包括第一电极、离子交换膜和第二电极，所述离子交换膜设置于所述第一电极和所述第二电极之间且将所述离子交换膜的两侧分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一电极设置于第一腔体，所述第二电极设置于第二腔体；所述第一电极与所述第一腔体的侧壁之间形成有过水通道，所述离子交换膜活动盖设于所述过水通道上，且所述第二电极错开所述过水通道设置。

本发明提供一种制氢电解槽，包括外壳体、内组合壳和电解单元；所述外壳体具有安装口和第二发生腔，所述安装口与所述第二发生腔连通；所述电解单元包括第一电极、隔膜和第二电极；所述内组合壳形成有第一发生腔，所述第一电极安装于所述内组合壳，所述第一电极至少部分暴露于所述第一发生腔，所述第一电极背向所述第一发生腔的一面设置有所述隔膜；所述内组合壳通过所述安装口与外壳体连接，使所述第一电极和隔膜至少部分设置于所述第二发生腔内，所述隔膜将所述第一发生腔和所述第二发生腔分为互相独立的空间；所述隔膜背向所述第一电极的一面设置有第二电极，所述第二电极暴露于所述第二发生腔。

本发明提供一种电解集合体，所述电解集合体包括至少一个电解单元；所述电解单元包括膜电极和导电片，所述导电片与所述膜电极连接且延伸出所述外壳外与外部电源连接。提供一种电解制氢槽，包括上述所述的电解集合体。外部电源向阳极板和阴极板供电，所述膜电极上设置与其连接的导电片，使得阳极的电流从膜电极处被引出。因此，无需使用传统具有抗腐蚀性好的贵金属涂层的阳极扩散层和阳极板，极大幅降低了成本，使得PEM电解槽电解制氢技术可广泛推广。

本发明提供一种用于电解水制氢的催化剂的制备方法，一种用于电解水制氢的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：提供基底，通过化学气相沉积法在所述基底表面组装导电金刚石颗粒，得到纳米蓝钻颗粒；S2：对所述纳米蓝钻颗粒进行退火处理，使所述纳米蓝钻颗粒形成裂隙，所述裂隙贯穿所述导电金刚石层使所述基底局部暴露，得催化剂；其中，所述基底的材料为Cr、Mo、W和Sg的单质和/或碳化物中的一种或多种。

本发明提供一种铂‑导电金刚石复合抗反极催化剂，其特征在于，包括载体和活性材料，所述活性材料担载于所述载体上；所述载体包括纳米蓝钻组合体，或者；所述载体包括纳米蓝钻组合体和碳基类载体；所述活性材料包括铂、铂合金中的至少一种；所述纳米蓝钻组合体包括纳米颗粒基底和形成于所述纳米颗粒基底的表面的导电金刚石颗粒层。本发明还提供一种铂‑导电金刚石复合抗反极催化剂，包括主催化剂和助催化剂；所述主催化剂包括碳载铂纳米颗粒、碳载铂合金纳米颗粒中的至少一种；所述助催化剂包括纳米蓝钻组合体；所述纳米蓝钻组合体包括纳米颗粒基底和形成于所述纳米颗粒基底的表面的导电金刚石颗粒层。

本发明提供一种铂‑导电金刚石复合抗反极催化剂，其特征在于，包括载体和活性材料，所述活性材料担载于所述载体上；所述载体包括纳米蓝钻组合体，或者；所述载体包括纳米蓝钻组合体和碳基类载体；所述活性材料包括铂、铂合金中的至少一种；所述纳米蓝钻组合体包括纳米颗粒基底和形成于所述纳米颗粒基底的表面的导电金刚石颗粒层。本发明还提供一种铂‑导电金刚石复合抗反极催化剂，包括主催化剂和助催化剂；所述主催化剂包括碳载铂纳米颗粒、碳载铂合金纳米颗粒中的至少一种；所述助催化剂包括纳米蓝钻组合体；所述纳米蓝钻组合体包括纳米颗粒基底和形成于所述纳米颗粒基底的表面的导电金刚石颗粒层。

本发明提供一种电解水组件，包括套管和电解组件，所述电解组件包括电解壳和膜‑电极层叠体；所述套管套设于所述电解壳的外侧，所述电解壳的外侧壁至少部分抵接于所述套管的内侧壁，所述电解壳与所述套管形成有相互连通的进水口和电解腔，水体从进水口流入后形成从所述电解壳向所述套管施加的压力；所述电解壳抵接于所述套管内侧壁的外侧壁设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封环，所述密封环的一面抵接于所述电解壳，所述密封环的另一面抵接于所述套管的内侧壁；所述膜‑电极层叠体包括依次叠设于所述电解腔内的第一电极、导电膜和第二电极。

本发明提供一种电解水组件，包括外壳，所述外壳具有一电解腔，且所述外壳开设有与所述电解腔连通的进水口和出水口；所述电解腔内设置有膜‑电极结构体，所述膜‑电极结构体包括第一电极以及与所述第一电极相对设置的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间形成有极板空间，所述导电膜可转动地设置于所述极板空间内；所述膜‑电极结构体形成有用于水体通过的水流通道，所述水流通道与所述进水口以及所述出水口连通。一种电解水装置，包括进水管和若干个上述任一项的电解水组件，所述进水管的管腔与每一所述电解水组件的所述进水口连通。

本发明公开了一种电解水发生装置，包括依次相连的进水盖、腔体以及出水盖，所述腔体内部设有若干个独立分隔的电解腔，所述腔体朝向所述进水盖的一端设有若干个正极进水孔和若干个负极进水孔，所述腔体朝向所述出水盖的一端设有若干个正极出水孔和若干个负极出水孔，所述正极出水孔处设有气泡刺破件。本发明通过在正极出水孔内设置气泡刺破件，能够将电解腔内形成的体积较大的臭氧气泡刺破，使其破碎形成小臭氧气泡，有利于臭氧溶于水体，同时一定程度上能够加快水流速度，有利于臭氧水的及时向外排出，避免电解产生的臭氧水对后续电解反应发生抑制作用，因此使得电解产生的臭氧水的浓度得到极大的提高，能够满足相应的使用要求。

本发明公开了一种燃料电池的纳米蓝钻颗粒催化剂及制备方法和燃料电池，该制备方法包括以下步骤：通过HTHP法制备得到导电金刚石颗粒或者通过CVD法制备得到导电金刚石薄膜，使用物理手段对导电金刚石颗粒或导电金刚石薄膜粉碎成导电金刚石纳米颗粒，对导电金刚石纳米颗粒进行使其具有疏水特性或增强其吸氢性能的表面改性处理，得到纳米蓝钻颗粒催化剂。通过本发明的制备方法制备得到的纳米蓝钻颗粒催化剂的性能优越，将经过表面改性处理后具有疏水特性或吸氢吸能增强的纳米蓝钻颗粒催化剂分别应用于燃料电池的阴极或阳极，都可大大提高其催化效率和燃料电池的整体效率，使其能够很好地取代铂催化剂成为燃料电池的催化剂，有利于燃料电池的大规模应用。

本发明提供一种燃料电池的纳米蓝钻催化剂及制备方法，包括如下步骤：S1：通过爆炸法，将含碳炸药转化成金刚石，得中间产物，对所述中间产物进行筛选，分离得到纳米金刚石颗粒；或者通过高温高压法或化学气相沉积法生长金刚石晶体，将所述金刚石晶体通过物理手段粉碎成微纳米级别的颗粒，得到纳米金刚石颗粒；S2：提供不导电金刚石作为基底材料，以所述纳米金刚石颗粒为原料在所述基底材料的表面组装形成导电金刚石包裹层，得到纳米蓝钻催化剂。S3：对所述纳米蓝钻催化剂进行表面处理，使其具有疏水性或吸氢性。

本发明公开了一种燃料电池的表面改性蓝钻催化剂及制备方法和燃料电池，该制备方法包括以下步骤S1、采用直径为1‑4000nm的纳米颗粒作为基底材料，对‑基底材料进行预处理；S2、采用化学气相沉积法在‑基底材料上沉积导电金刚石薄膜，即形成蓝钻催化剂；S3、对‑蓝钻催化剂进行使其具有疏水特性或增强其吸氢性能的表面改性处理，得到表面改性蓝钻催化剂。本发明的制备方法制备得到的表面改性蓝钻催化剂的性能优越，将经过表面改性处理后具有疏水特性或吸氢吸能增强的表面改性蓝钻催化剂分别应用于燃料电池的阴极或阳极，都可大大提高其催化效率，因此本发明的表面改性蓝钻催化剂能够很好地取代铂催化剂成为燃料电池的催化剂，有利于燃料电池的大规模应用。

本发明公开了一种电解室结构以及具有其的电解水消毒喷雾瓶，该电解室结构包括电极芯片安装座，电极芯片安装座内设有开口朝上的电解腔，电解腔内自下而上地依次固定有正电极芯片、质子交换膜以及负电极芯片，正电极芯片上设有进出孔，正电极芯片的上方设有汇聚腔，正电极芯片与汇聚腔之间设有进水间隙，汇聚腔与进出孔导通，汇聚腔的顶部设有电解水出口，负电极芯片上设有与进出孔同轴设置的流通孔，流通孔在朝向质子交换膜的一端设置有环形槽。本电解室结构能够电解产生稳定的高浓度臭氧水，这些臭氧水具有稳定且极佳的消毒杀菌效果。只需按下按压式喷雾喷头，本电解水消毒喷雾瓶即可喷出具有极佳消毒效果的臭氧水喷雾。