本實(shí)用新型涉及一種電解水制氫裝置的結(jié)構(gòu),尤其是安裝在電解水制氫裝置內(nèi)部電解電極的形狀以及給電解電極的供電方法,屬于電解設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
直流電解水制氫技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有很多年了,目前堿性制氫、質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)已經(jīng)比較成熟,尤其是堿性電解水制氫技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)化制氫,質(zhì)子交換膜制氫也已經(jīng)應(yīng)用于對價格不太敏感的家庭電解水機(jī),以上兩種制氫設(shè)備均已工業(yè)化生產(chǎn)。眾所周知,直流電解制氫的核心部件是電解電極,電解電極的性能直接決定堿性制氫、質(zhì)子交換膜制氫的效率,即:單位時間內(nèi)電解電極氫氣的產(chǎn)生量,氫氣純度、生產(chǎn)成本等。目前使用于電解水機(jī)、富氫水杯的電解電極均是采用質(zhì)子交換膜電極,質(zhì)子交換膜制氫是在質(zhì)子交換膜兩側(cè)涂刷或者壓制貴金屬催化劑,不論是堿性制氫還是質(zhì)子交換膜電極制氫,兩種電解制氫所使用的電極外形均是平面形狀,尤其是對于目前市場上已經(jīng)在銷售的富氫杯而言,富氫杯的直徑是一定的,那么電解制氫的電極最大外形尺寸也必然是確定的,而電解制造氫氣的質(zhì)量在電解電極電壓一定的條件下與電解電極的面積成正比,如果能在原富氫杯外徑不變的條件下,增加電解電極的面積,那么就可在單位時間內(nèi)增加氫氣的生成量,在單位時間內(nèi)增加氫氣在水中的含量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有在電解水制氫裝置方面所存在的問題,本實(shí)用新型提供一種電解水制氫裝置,一種電解水制氫裝置在不改變原裝置外形尺寸的條件下,通過兩條途徑,在單位時間內(nèi)增加電解水制氫裝置內(nèi)水的氫氣濃度,第一,在一種電解水制氫裝置內(nèi)安裝電池升壓器,通過升壓器提高電解電極的工作電壓,第二,改變電解電極結(jié)構(gòu),將電解電極的外形做成立體形狀,使電解電極有效的工作面積最大化,使水杯在電解水時,在單位時間內(nèi)電解電極產(chǎn)生的氫氣量較平面型電解電極產(chǎn)氫量有明顯的提高,使單位時間內(nèi)氫氣在水中的含量達(dá)到最大值。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種電解水制氫裝置主要由外殼、上蓋、電解電極、電池、升壓器,開關(guān)組成,電池與升壓器輸入端連接,升壓器輸出端與電解電極連接,升壓器將電池電壓升高到設(shè)定值后供給電解電極,電解電極產(chǎn)生氫氣的速率與電解電極的兩端電壓成正比;電解電極的形狀為圓臺體或者圓錐體,在外殼直徑一定的情況下將電解電極的外形做成圓臺體或者圓錐體,兩者的側(cè)表面積比平面型電解電極面積提高50%---100%,那么結(jié)果就是:在同樣圓直徑的條件下,由圓臺體或者圓錐體做成的電解電極表面積要比平面園型狀的電解電極面積提高50%---100%,電解電極的表面積越大,在電解電極工作電壓一定的條件下,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣量就越大,產(chǎn)生的氫氣量越大,單位時間內(nèi)在水的容積一定的情況下,水中氫氣含量就越高;安裝時電解電極的陰極面向外殼的瓶口方向,電解電極的陽極面向外殼的低面。
升壓器主要功能就是將電池輸出的低電壓升高到設(shè)定的電解電極工作電壓,一般設(shè)計(jì)的原則是:電池輸出額定電壓3.3-3.7v,升壓器輸出電壓5-20v,升壓器為直流-直流轉(zhuǎn)換器。
電解電極主要由陰極、陽極組成。
電解電極的外形可以是圓臺體、圓錐體或者其它幾何體,在電解電極外形為圓臺體或者圓錐體時候,底面園的直徑與母線長度的比值為:6∶3-4。
電解電極的外側(cè)為陰極,內(nèi)側(cè)為陽極。
本實(shí)用新型的有益效果是:一種電解水制氫裝置可以在電解水制氫裝置外形尺寸一定的情況下,尤其是外形尺寸受到限制的條件下,可以在單位時間有效增加裝置內(nèi)水的氫氣濃度,使一種電解水制氫裝置在短時間內(nèi)制造出含氫氣濃度高的富氫水。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是一種電解水制氫裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圓臺體電解電極結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是圓錐體電解電極結(jié)構(gòu)原理圖。
圖號說明:1.外殼,2.電解電極,3.瓶蓋,4.電池,5.升壓器,6.陽極,7.陰極,8開關(guān)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:參照圖1、圖2,一種電解水制氫裝置外形設(shè)計(jì)為圓臺體,外殼1直徑7cm,總高度18cm,選用食品級塑料注塑而成,電池4選用額定電壓3.4v鋰電池,通過升壓器5將電池4輸出電壓升高到12v,電解電極2外形為圓臺體,底園直徑6cm,母線長度4cm,上園直徑1cm,將電池4放置在殼體1底部,開關(guān)8安裝在殼體1的下部,將電池4通過開關(guān)8與升壓器5連接,升壓器5輸出端正極與電解電極2的陽極6連接,升壓器5輸出端負(fù)極與電解電極2的陰極7連接,電解電極2的陰極7在圓臺體的外側(cè),面向外殼1瓶口方向,電解電極2的陽極6在圓臺體的內(nèi)側(cè),面向外殼1的底部。