一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置

摘要

本发明提供一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置，由置于水电解槽中的一组正负电极板组成，相同极性电极板之间由导电体连接，相反极性电极板之间由绝缘体分隔，所述正负电极板交替排列并分别由正负电极棒穿接，所述正负电极棒与电解电源连接，所述正负电极板之一为网孔结构，另一电极板为平板形，所述导电体为不锈钢，所述绝缘体为耐高温尼龙材料。其有益效果是，通过上述独特的结构和尺寸设计，本发明所述电解装置以3－15安的通电电流在1.5秒的时间内即可产生氢气，能耗低，能量转换效率高；水电解装置结构简单，设计合理，生产成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电解装置，具体地涉及一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置。

背景技术

现在全球供应的燃料虽然有多种选择，如高辛烷值燃油，低辛烷值燃油，柴油，乙醇，甲醇和液化石油气等，但这些燃料除LPG外都面对同样的问题，就是都依赖石油。而石油不仅价格昂贵而且对环境产生严重的废气污染，在中国75％的污染问题由燃烧石油造成的。

氢气作为一种理性的燃料，不仅可以由水产生，燃烧释放的能量大而且燃烧后只产生水，对大气和环境没有污染。目前，氢气的获得主要有化学反应方法制备和水电解制备，用化学反应制备氢气需要有用于化学反应产生氢气的氢气发生罐、储气罐，还包括用于对氢气进行干燥的干燥器和抽吸氢气发生罐中氢气的气体压缩机以及储存和运输氢气的各种配套设施，其氢气的生产成本大，价格昂贵，由于氢气储气罐体积大使用不便而且存在安全问题，所以对于以氢气作为燃料的应用领域尤其是作为移动设备诸如车辆、轮船等的燃料供应现有技术还不能实现。

现有普通的水电解氢气发生器一般由箱体、注水口盖、电解槽、电解板、隔板、水位表、电源接口、排水阀、氢气导气通道、氧气导气通道、隔板、插槽、电源正负极、气体隔离板等部件组成，壳体上部分别设置氢气排气口和氧气排气口，与氢气导气通道和氧气导气通道相通，氢气导气通道与氧气导气通道之间通过隔板分开，箱体下部设置若干组电解板，每组电解板按电解正极板、气体隔离板、电解负极板、气体隔离板设置，分别插入插槽，电源负极连线与每个电解负极板相连，电源正极连线与每个电解正极板相连。但是该类普通的水电解氢气发生器水电解效率很低，耗电量大，需要40安以上的电流才能产生氢气，对于作为燃料使用而言其经济效益不大。

目前，被认为直接通过水电解产生氢气并存储的最有效技术途径是用于再生燃料电池的氢气发生器，再生燃料电池(Regenerative FuelCell，简称RFC)，是在氢氧燃料电池基础上发展的，是一种将氢氧燃料电池技术与水电解技术相结合的一种新型氢能源动力装置。水电解器通过电解纯水制取氢气和氧气为燃料电池提供反应气体，具有电解耗电少，所制取的氢气和氧气纯度高，无需繁琐的后续净化处理技术便可直接应用的特点。但是该种氢气发生器目前还只应用于再生燃料电池领域，并且为了提高氢气和氧气的储存密度，需提高氢、氧气的存储压力，必须使用气体专用增压设备，这种设备体积大，能耗高，同时还需采用高压水泵，系统构成复杂化，重量和能耗高，可靠性低。从能量利用的角度来看效率低，不经济。

发明内容

本发明为解决现有氢气利用尤其是氢气应用于移动设备发动机作辅助燃料的技术问题，提供一种高效的低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置，由置于水电解槽中的一组正负电极板组成，相同极性电极板之间由导电体连接，相反极性电极板之间由绝缘体分隔，所述正负电极板交替排列并分别由正负电极棒穿接，所述正负电极棒与电解电源连接，所述正负电极板之一为网孔结构，另一电极板为平板形，所述导电体为不锈钢，所述绝缘体为耐高温尼龙材料。

更好地，为取得较好的导电性能，所述正负电极板之一的材料为300系列不锈钢，另一电极板的材料为200系列不锈钢。

所述正负电极板中间位置穿接有胶棒；所述胶棒为方柱体形。

所述正负电极板之间的距离为0.65mm-1.5mm；所述正负电极板宽度范围为45mm-125mm，长度范围为45mm-125mm，厚度范围为：0.6mm-1.25mm。

本发明所述水电解装置产生的氢气和氧气可以导气管进入内燃发动机用作辅助燃料，理论上发动机可以100％使用氢气作为燃料，但这需要特殊的发动机，该发动机必须使用陶瓷活塞，不锈钢气缸和密封环，不锈钢阀和燃烧室，但该种发动机非常昂贵，在商业利用上是不可行的，因此本发明所述水电解装置可通过发动机电脑控制系统控制保留了小量的燃油消耗，进而控制电解的通电时间以产生适量的氢气和氧气进入内燃机。该装置在6-32伏的电源下即可运作，所述电脑控制系统可以与现有的车载电脑通讯从而减低发动机的燃油供给，如可代替通常14:1的空燃比，将氢气作为辅助燃料进入发动机后使空燃比达到26:1。

本发明所述导电体、绝缘体与正负电极板的组合能产生特定的电阻和绝缘性能，正负电极板之间不同的材料设计能加强电解效率，相同电能消耗能产生更多的氢气。

本发明的有益效果是，通过上述独特的结构和尺寸设计，本发明所述电解装置以3-15安的通电电流在1.5秒的时间内即可产生氢气，能耗低，能量转换效率高；水电解装置结构简单，设计合理，生产成本低。

附图说明

图1，水电解装置的结构图。

图2，网孔结构的电极板结构图。

图3，平板结构的电极板结构图。

图中，1正电极板、2负电极板、3正电极、4负电极、5胶棒、5’胶棒孔。

具体实施方式

实施例1

一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置，包括正电极板1、负电极板2、正电极棒3、负电极棒4和胶棒5，正电极板之间通过不锈钢导电体连接，负电极板之间也通过不锈钢导电体连接，正负电极板之间通过耐高温尼龙材料的绝缘体隔离，所述正负电极板(1、2)交替排列并分别由正负电极棒(3、4)穿接，所述正负电极棒(3、4)与电解电源连接，所述负电极板2为网孔结构，正电极板1为平板形，所述正电极板为300系列不锈钢，负电极板为200系列不锈钢，所述正负电极板之间的距离为0.65mm；所述电极板宽度为45mm，长度为45mm，厚度为：0.6mm；所述正负电极板中间位置设置有胶棒孔5’，胶棒孔5’内穿接有胶棒5，所述胶棒5的截面为长方形，用于固定和稳定所述正负电极板(1、2)。

实施例2

一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置，包括正电极板1、负电极板2、正电极棒3、负电极棒4和胶棒5，正电极板之间通过不锈钢导电体连接，负电极板之间也通过不锈钢导电体连接，正负电极板之间通过耐高温尼龙材料的绝缘体隔离，所述正负电极板(1、2)交替排列并分别由正负电极棒(3、4)穿接，所述正负电极棒(3、4)与电解电源连接，所述正电极板1为网孔结构，负电极板2为平板形，所述负电极板为300系列不锈钢，正电极板为200系列不锈钢，所述正负电极板之间的距离为1.5mm；所述电极板宽度为125mm，长度为125mm，厚度为：1.25mm；所述正负电极板中间位置设置有胶棒孔5’，胶棒孔5’内穿接有胶棒5，所述胶棒5的截面为长方形，用于固定和稳定所述正负电极板(1、2)。