(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109680287 A(43)申请公布日 2019.04.26
(21)申请号 201710991793.1(22)申请日 2017.10.18
(71)申请人 苏州布莱特机电有限公司
地址 215000 江苏省苏州市吴中区胥口镇
胥江工业园(72)发明人 周元康 邹涛 肖志祥 (51)Int.Cl.
C25B 1/04(2006.01)C25B 11/02(2006.01)C25B 11/04(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
CN 109680287 A(54)发明名称
用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置(57)摘要
本发明提供一种用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于，至少包括电解池，所述电解池包括电解液及设置在所述电解液中的阳极和由钯银合金制成的管状阴极；所述管状阴极具有采用480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜。由于本装置在常温常压下制备超纯氢气，故易操作，且使用寿命长；以及由于阴极为钯银合
所述管状阴极具有采用480-金制成的管状阴极；
500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜，故阴极具有高吸附、高活性的纯化透气的特性，同时阴极不是由纯钯制成，故制得的氢气纯度较高，且本装置成本较低。
CN 109680287 A
权 利 要 求 书
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1.一种用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于，至少包括电解池，所述电解池包括电解液及设置在所述电解液中的阳极和由钯银合金制成的管状阴极；所述管状阴极具有采用480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜。
2.根据权利要求1所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述管状阴极的内径为3mm。
3.根据权利要求1或2所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述管状阴极的管壁厚度为0.05～0.08mm。
4.根据权利要求1所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述管状阴极为由钯与银比例为20-25%的钯银合金制成。
5.根据权利要求1所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述化学镀膜的颜色为亮兰灰色。
6.根据权利要求1所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述电解液连接有储气容器，且所述储气容器连接有氢气导管；所述储气容器和氢气导管的横截面均为锥型。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述电解液为氢氧化钠电解液，且所述氢氧化钠电解液已采用电解法除去重金属。
8.根据权利要求7所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：所述管状阴极全部浸入所述电解液内。
9.根据权利要求8所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：还包括供检测电解液的液面高度的液面检测器和与所述液面检测器相连的报警器。
10.根据权利要求9所述的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，其特征在于：还包括过压保护装置和泄压保护装置。
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说 明 书
用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置
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[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种制氢气装置，特别是涉及一种用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置。
[0003]
背景技术
[0004]采用电解法制备氢气是一种常规经典方法，但是现有方法制的氢气纯度达不到要求，即使采用层层净化装置，也无法达到微量分析的要求。[0005]在当前尖端技术、航天、国防、医药、电子等领域需要超纯，小型、携便式安全的氢气源，在理论上和论文中发表了很多用于钯合金做电解，制做净化超纯氢气，但落实到实际生产中，大部份采用高温高压进行纯化，这种方法不仅成本高，而且操作极不方便。[0006]目前，美国MiLton ROy公司研制出了在常温常压下电解生产的超纯氢装置。然而该装置是采用纯钯管材料，经过活化做阴极，它产生氢气虽然纯化性高，透气性好，但压力很难提高，若超过一定压力会造成钯管易破损，使用寿命短，经常返回厂进行活化处理，对使用者极不方便 。
[0007]
发明内容
[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种寿命长、造价低，易操作的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置。[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，至少包括电解池，所述电解池包括电解液及设置在所述电解液中的阳极和由钯银合金制成的管状阴极；所述管状阴极具有采用480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜。[0010]优选地，所述管状阴极的内径为3mm。[0011]优选地，所述管状阴极的管壁厚度为0.05～0.08mm。[0012]优选地，所述管状阴极为由钯与银比例为20-25%的钯银合金制成。[0013]优选地，所述化学镀膜的颜色为亮兰灰色。[0014]优选地，所述电解液连接有储气容器，且所述储气容器连接有氢气导管；所述储气容器和氢气导管的横截面均为锥型。[0015]优选地，所述电解液为氢氧化钠电解液，且所述氢氧化钠电解液已采用电解法除去重金属。
[0016]优选地，所述管状阴极全部浸入所述电解液内。[0017]优选地，还包括供检测电解液的液面高度的液面检测器和与所述液面检测器相连的报警器。
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说 明 书
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优选地，还包括过压保护装置和泄压保护装置。如上所述，本发明的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，具有以下有益效
果：
由于本装置在常温常压下制备超纯氢气，故易操作，且使用寿命长；以及由于阴极为钯
银合金制成的管状阴极；所述管状阴极具有采用480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜，故阴极具有高吸附、高活性的纯化透气的特性，同时阴极不是由纯钯制成，故制得的氢气纯度较高，且本装置成本较低。
[0020]
附图说明
[0021]图1显示为本发明的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置示意图。
[0022]
元件标号说明1 234
电解池电解液阳极阴极
具体实施方式
[0023]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。[0024]请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。[0025]如图1所示，本发明提供一种用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，至少包括电解池1，所述电解池1包括电解液2、阳极3和阴极4；所述的阳极3和阴极4均设置在所述电解液2中；阴极4是由钯银合金制成的管状阴极4；优选地，所述管状阴极4的内径为3mm。优选地，所述管状阴极4为由钯与银比例为20-25%的钯银合金制成。为提高所述管状阴极4的性能，所述管状阴极4具有一层化学镀膜，该化学镀膜是通过480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在管状阴4表面形成的。优选地，所述化学镀膜的颜色为亮兰灰色。[0026]所述管状阴极4的具备方法如下：根据产气流量的需求，选用一定长度不等或不同数量的管材；将管材的一端焊接在底盘上，优选地，采用高频焊接在底盘上；再利用氢火焰，采用纯银封住管材的另一端；然后再将管材插入480-500℃的熔融氢氧化钠中，进行大约10-15分钟的表面化学膜化处理，使其表面形成一层化学镀膜；然后进行冷却、清洗、干燥工序，制得管状阴极4。
[0027]根据使用压力要求强度，所述管状阴极4的管壁厚度最好为0.05～0.08mm。经化学
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说 明 书
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膜化处理后，其具有纯化和透气率高的特性。[0028]在本实施例中，参考图1，所述电解液2连接有储气容器（图中未示出），且所述储气容器连接有氢气导管（图中未示出）；所述储气容器和氢气导管的横截面均为锥型，从而不会产生涡流死角，可使装置中滞留杂质气体很快冲洗出去，保证在短时间内达到电解产生的氢气纯度。
[0029]优选地，所述电解液2为氢氧化钠电解液，且所述氢氧化钠电解液已采用电解法除去重金属。由于所述氢氧化钠电解液已采用电解法除去重金属，从而能够避免阴极4中毒，延长使用寿命。
[0030]电解池1工作过程中，首先要保证氧气在常压下放出，同时保证阴极4在工作中不暴露在电解液2之外，否则会遭成燃烧或损坏。本装置还包括供检测电解液2的液面高度的液面检测器（图中未示出）和与所述液面检测器相连的报警器（图中未示出）。当液面检测器检测到液面高度已低于预设高度时，将信息传递给报警器，报警器接到信息后发出报警声。[0031]为了保证本装置正常工作，本装置还连接有过压保护装置（图中未示出）和泄压保护装置（图中未示出）。
[0032]在常温常压电解时，由钯银合金制成的管状阴极4的外表产生原子氢，由于所述管状阴极4的化学镀膜的吸附性强，只允许氢原子进入管状阴极4的管内，不断产生氢原子单向渗透到管内，从而复合为氢分子；由于不可逆向，因而在管内不断增加，便产生正压，而电解液2中水分子却不能透壁进来，由于阴极4管内只能收集氢分子，其它杂质进不来，因而氢气纯度非常高，其纯度不低于99.9999%。[0033]综上所述，本发明的用电解法在常温常压下制备超纯氢气装置，由于本装置在常温常压下制备超纯氢气，故易操作，且使用寿命长；以及由于阴极4为钯银合金制成的管状阴极4；所述管状阴极4具有采用480-500℃的熔融氢氧化钠进行表面化学膜化处理而在其表面形成的一层化学镀膜。，故阴极4具有高吸附、高活性的纯化透气的特性，同时阴极4不是由纯钯制成，故制得的氢气纯度较高，且本装置成本较低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0034]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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说 明 书 附 图
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图1
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