專利名稱：納米電極脈寬調(diào)制氫器產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種電解制氫裝置，特指一種納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
利用電解裝置來電解水制氫為一種行之有年的現(xiàn)有技術(shù)(在1830年前即已提出)，而其所生成的氫氣除了可作為高效率的能量來源之外(例如做為燃料燃燒)，其燃燒后更不會(huì)產(chǎn)生任何不利于環(huán)境的生成物，故于工業(yè)上備受關(guān)注。唯其效率均無法提升，目前最大不會(huì)超過70%。由于消耗性能源(例如石油)日益短缺且環(huán)境保護(hù)問題日益嚴(yán)重的現(xiàn)代社會(huì)中，如氫氣這類可生且不會(huì)產(chǎn)生污染的能量來源更被視為未來最具有潛力的能源方案，除此之外，如我們所知?dú)錃飧鼮楝F(xiàn)有技術(shù)中燃料電池的主要的填充燃料，燃料電池具有高電能轉(zhuǎn)換率且其生成物僅為對(duì)環(huán)境無害的水，該技術(shù)具備諸多的優(yōu)點(diǎn)，未來更有效率用于替代各種發(fā)電燃料用途。然而現(xiàn)有技術(shù)中的電解裝置中，其電解水制氫的效率不高，不耐腐蝕。此為實(shí)用上較令人詬病之處，主因之一為其電極金屬結(jié)構(gòu)上多半為顆粒粗造的傳統(tǒng)表面，故因?yàn)楸砻嬖用娣e有限而無法快速且更有效率的產(chǎn)出氫氣，故本發(fā)明人思索并提供一種可高效率地生產(chǎn)N倍氫氣且更耐腐蝕的電解裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述的現(xiàn)有技術(shù)不足之處，本實(shí)用新型目的在于提供一創(chuàng)新的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其應(yīng)用納米及PWM脈寬調(diào)制的技術(shù)以期改良現(xiàn)有技術(shù)中的難點(diǎn)使效率可以大大的提升。本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，包括一裝有電解液的電解槽；一正極電解件及一負(fù)極電解件位于該電解槽內(nèi)；其中該正極電解件及該負(fù)極電解件的表面各有一層納米粉末或埃米粉末(或更微細(xì)的皮米粉末)所形成的金屬層。其中包括一個(gè)PWM脈寬調(diào)制電壓控制系統(tǒng)，其由電源裝置連接PWM脈寬調(diào)制器所形成，該P(yáng)WM脈寬調(diào)制電壓控制系統(tǒng)兩端再串接該正極電解件及該負(fù)極電解件。該正極電解件及該負(fù)極電解件對(duì)應(yīng)設(shè)于電解槽之中，其為具有高還原性的金屬或石墨所制。該高還原性的金屬選自鐵、鈷、鎳、鋅、銅、鋁、鋰、鉬、及鑭系列稀土金屬。其中應(yīng)用濺鍍、電鍍方式、 噴涂方式或是氣相沉積等方式或套裝的方式在該正極電解件及該負(fù)極電解件上形成該納米粉末(或更微細(xì)的埃米粉末或皮米粉末)金屬層。本實(shí)用新型有益技術(shù)效果在于本實(shí)用新型因?yàn)檎?、?fù)極電解件結(jié)構(gòu)上的改良 (附上一層納米粉末(或微細(xì)埃米粉末及皮米粉末)金屬層)而可在小體積的情況下大幅的增加接觸反應(yīng)的表面積，電子幾乎等同光速在運(yùn)動(dòng)，因此都集中在金屬等導(dǎo)電物質(zhì)的表面“沿面”在運(yùn)動(dòng)，因此可讓表面顆粒變小，原子數(shù)變大，就可有效的提高氫氣的生產(chǎn)速度及效率。電解電源的外部串接一 PWM脈寬調(diào)制器，在氫氣的電解過程中，可以使得電極的驅(qū)動(dòng)
3電流呈間歇性，因此可以具有足夠的時(shí)間使得該氫氣體泡末被釋出，而不會(huì)累積沉積在該等電極金屬物上產(chǎn)生阻礙。所以就能改善以往氫氣產(chǎn)生效率低的問題。由下文的說明可更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及其優(yōu)點(diǎn)，閱讀時(shí)并請(qǐng)參考附圖。

圖1為本實(shí)用新型的配置示意圖。圖2為本實(shí)用新型的局部元件側(cè)視圖。圖3為本實(shí)用新型的PWM (脈寬調(diào)制)電壓控制系統(tǒng)。圖4為本實(shí)用新型的PWM(脈寬調(diào)制)電壓控制系統(tǒng)的波形示意圖。主要元件符號(hào)說明10電解槽20正極電解件30負(fù)極電解件50納米粉末(或微細(xì)皮米粉末)金屬層100電解電池 110 PWM脈寬調(diào)制器。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的特征、內(nèi)容與優(yōu)點(diǎn)及其所能達(dá)成的功效，現(xiàn)將本實(shí)用新型配合附圖，并以實(shí)施例的表達(dá)形式詳細(xì)說明如下，而其中所使用的附圖，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本實(shí)用新型實(shí)施后的真實(shí)比例與精準(zhǔn)配置，故不應(yīng)就所附的附圖的比例與配置以限制本實(shí)用新型的專利范圍，合先敘明。請(qǐng)參配合參看圖1及3所示，本實(shí)用新型的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器于一較佳的實(shí)施例中可包括一電解槽10中注有電解液、一正極電解件20及一負(fù)極電解件30。其中該電解槽10為一封閉系統(tǒng)，并有一 H2O輸入管路，用于將水注入該電解槽10，及一 H2輸出管路，用于輸出H2氣體。請(qǐng)進(jìn)一步配合參考圖2所示，前述的正極電解件20及負(fù)電解件30對(duì)應(yīng)設(shè)于電解槽10之中，其為具有高還原性的金屬所制，例如鐵、鈷、鎳、鋅、銅、鋁、鋰或石墨稀土等。本實(shí)用新型中于該正極電解件20及該負(fù)極電解件30的表面利用濺鍍、電鍍方式、噴涂方式或是氣相沉積方式形成一由納米粉末(或更微細(xì)的埃米粉末或皮米粉末)所形成的金屬層 50。納米粉末(或微細(xì)的埃米粉末及皮米粉末)金屬層50的材料具有微細(xì)的顆粒的特性， 所以單位面積的原子數(shù)大大的增加，也就使整個(gè)作用面積增加，也跟著提升了電解的效率。 因此可降低成本，使得本實(shí)用新型的氫氣產(chǎn)生器可以全面的商業(yè)化。而因?yàn)檎?、?fù)極電解件于結(jié)構(gòu)上的改良而可在小體積的情況下大幅的增加接觸反應(yīng)的表面積，可有效的提高氫氣的生產(chǎn)速率，達(dá)到短時(shí)間內(nèi)輸出大量氫氣的特征。本實(shí)用新型中的納米粉末(或微細(xì)皮米粉末)金屬層50也可以應(yīng)用套裝方式安裝在該正極電解件20及該負(fù)極電解件30的表面的金屬層。請(qǐng)參考圖3，其中顯示本實(shí)用新型包括一個(gè)PWM(脈寬調(diào)制)電壓控制系統(tǒng)。其中的電解電池100的外部串接一 PWM脈寬調(diào)制器110，其調(diào)制波形如圖4所示，所以可以使得電極的觸發(fā)電流呈間歇性導(dǎo)通。其主要作用在于在氫氣的電解過程中，如果一直使用直流電，將使得在該正極電解件20及該負(fù)極電解件30的表面形成一層氣膜，阻隔反應(yīng)，因此使得反應(yīng)速率下降。本實(shí)用新型中使用PWM脈寬調(diào)制器110，可以使得電極的觸發(fā)電流呈間歇性，所以可以提供足夠的時(shí)間使得該氫氣被釋出，而不會(huì)沉積在該等電極上。所以改善以往氫氣產(chǎn)生效率低的問題，也使得本實(shí)用新型的氫氣產(chǎn)生氣可以商業(yè)化。并在高溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性及優(yōu)良的機(jī)械性能。本實(shí)用新型于電解槽內(nèi)注入電解液而進(jìn)行電解制氫時(shí)，因?yàn)檎龢O電解件為高還原性金屬，故可強(qiáng)效地與氧結(jié)合生成金屬氧化物，而借助如此的特征亦可增加氫氣的生產(chǎn)速率。本實(shí)用新型中因?yàn)檎?、?fù)極電解件結(jié)構(gòu)上的改良(附上一層納米粉末(或微細(xì)的埃米粉末及皮米粉末)金屬層)而可在小體積的情況下大幅的增加接觸反應(yīng)的表面積，電子是幾乎等同光速在跑的，因此都集中在金屬等導(dǎo)電物質(zhì)的表面”沿面”在運(yùn)動(dòng)，因此讓表面顆粒變小，原子數(shù)變大，就可有效的提高氫氣的生產(chǎn)速度及效率，達(dá)到短時(shí)間內(nèi)輸出大量氫氣的特征。電解電池的外部串接一 PWM脈寬調(diào)制器，在氫氣的電解過程中，可以使得電極的觸發(fā)電流呈間歇性，所以可以提供足夠的時(shí)間使得該氫氣體泡沫被釋出，而不會(huì)累積沉積在該等電極金屬物資上產(chǎn)生阻礙。所以就能改善以往氫氣產(chǎn)生效率低的問題，也使得本實(shí)用新型的氫氣產(chǎn)生氣可以達(dá)成N倍效率更耐腐蝕的商品化產(chǎn)品。以上所述的實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能以之限定本實(shí)用新型的專利范圍，即大凡依本實(shí)用新型所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于包括一個(gè)裝有電解液的電解槽；一個(gè)正極電解件及一個(gè)負(fù)極電解件，位于該電解槽內(nèi)；其中該電解槽為一個(gè)封閉系統(tǒng)，并有一個(gè)水輸入管路，用于將水注入該電解槽，及一個(gè)氫氣輸出管路，用于輸出氫氣氣體；其中該正極電解件及該負(fù)極電解件的表面各有一層細(xì)微粉末所形成的金屬層。
2.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于更包括一個(gè)PWM脈寬調(diào)制電壓控制系統(tǒng)，該P(yáng)WM脈寬調(diào)制電壓控制系統(tǒng)包括相互串接的一個(gè)電解電源及一個(gè) PWM脈寬調(diào)制器，該電解電源及該P(yáng)WM脈寬調(diào)制器所串接成的組件的兩端再串接該正極電解件及該負(fù)極電解件。
3.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于該正極電解件及該負(fù)極電解件為具有高還原性的金屬所制。
4.如權(quán)利要求3的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于該高還原性的金屬為鐵、鈷、鎳、鋅、銅、鋁、鋰、鉬或稀土。
5.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于該正極電解件及該負(fù)極電解件為石墨。
6.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于該金屬層是以濺鍍、電鍍、噴涂或氣相沉積方式所形成。
7.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于該金屬層是以套裝方式安裝在該正極電解件及該負(fù)極電解件的表面。
8.如權(quán)利要求1的納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，其特征在于所述細(xì)微粉末為納米粉末、埃米粉末或皮米粉末。
專利摘要一種納米電極脈寬調(diào)制氫氣產(chǎn)生器，包括:一電解槽；一正極電解件及一負(fù)極電解件位于該電解槽內(nèi)；其中該正極電解件及該負(fù)極電解件的表面各有一層納米粉末(或更微細(xì)的埃米粉末或皮米粉末)所形成的金屬層。一電解電源連接一PWM脈寬調(diào)制器，該電解電源及該P(yáng)WM脈寬調(diào)制器的組件的兩端串接在該正極電解件及該負(fù)極電解件之間。該正極電解件及該負(fù)極電解件對(duì)應(yīng)設(shè)于電解槽之中，其為具有高還原性的金屬或石墨所制。該高還原性的金屬選自鐵、鈷、鎳、鋅、銅、鋁、鋰、鉬、稀土等。其中應(yīng)用濺鍍、電鍍方式、噴涂方式或是氣相沉積方式或套裝的方式在該正極電解件及該負(fù)極電解件上形成該納米粉末(或更微細(xì)的埃米粉末或皮米粉末)金屬層。
文檔編號(hào)C25B1/06GK202011906SQ20112003872
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者王救 申請(qǐng)人:王救