PEM水电解制氢测试系统的制作方法

本发明涉及水电解制氢领域，具体地涉及一种pem水电解制氢测试领域。

背景技术：

1、随着风电、光伏等可再生能源的快速发展，作为长周期、大规模的储能方式之一，水电解制氢越来越受到重视。

2、考虑到工作电流密度高、体积小、效率高等优点，pem(质子交换膜)水电解制氢具有广阔的发展前景。

3、水电解设备的核心部件是电解槽，发生水电解反应的场所是膜电极，膜电极的性能对电解槽性能的影响至关重要。膜电极在开发、生产制造完成后需要进行相关性能测试。目前通常的性能测试方法是将膜电极连接到电源，从阳极通入纯水，在电流作用下把水电解成为氢气和氧气，测量记录相关数据从而得到膜电极的性能。

4、由于技术的快速发展，很多场景需要对多组膜电极进行同时测试。当需要对多组膜电极同时进行测试时，现有的测试方法并不能实现多组膜电极的同时测试，因为现有的测试方法存在周期长、劳动强度大、可靠性低等缺点，更重要的是，每次只能测试1组膜电极，不能同时测试2组以上的膜电极，降低了膜电极的开发、测试效率。因此，需要开发一种同时对多组膜电极进行同时测试的系统。在测试过程中，有时会根据需要测试膜电极在不同模式下的性能，例如等压模式、差压模式；有时会根据需要测试工作持续数天、数月，用以判断膜电极的耐久性，因此，行业内需要一种多模式、安全、自动的测试系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种pem水电解制氢测试系统，本发明的系统能够实现多组膜电极的测试，测试时效高，各膜电极的测试独立可控，可满足行业对测试系统的需求。

2、本发明的pem水电解制氢测试系统包括n组膜电极、氢气通路、氧气通路、补给水通路、氧中氢测试通路；n为整数且大于1；每组膜电极可以包括m片膜电极，m为整数且大于等于1；

3、其中，膜电极通过电磁阀可控地分别连通至氢气通路、氧气通路、补给水通路、氧中氢测试通路；n组膜电极轮流单独地连通至氧中氢测试通路；

4、所述氧中氢测试通路包括依次连接的氧侧气液分离器、压力阀、气体流量计和氧中氢分析仪。

5、在一个实施方案中，所述氧气通路包括依次连通的纯水箱、补水泵和储水槽；其中，膜电极的氧气出口连通至纯水箱的氧气进口，纯水箱中的氧气通过纯水箱的氧气出口排放出去；其中，所述补水泵能够将储水槽中的水泵送至纯水箱；纯水箱中设置有加热器，用于将水加热至补水温度。

6、在一个实施方案中，所述氧侧气液分离器的水出口经由二通阀连通至纯水箱。

7、在一个实施方案中，n组膜电极各自的氧气出口同时连通至氧气总管路，所述氧气总管路连通至氧侧气液分离器。

8、在一个实施方案中，n组膜电极各自的氢气出口连通至氢侧气液分离器。

9、在一个实施方案中，n组膜电极各自的水进口同时连通至纯水箱。

10、在一个实施方案中，所述纯水箱底部的出水口依次经由水流量计和去离子器连通至膜电极的水进口，使得纯水箱的水能够泵送补给至膜电极。

11、在一个实施方案中，所述氢气通路包括依次连通的氢侧气液分离器，所述氢侧气液分离器的气液入口与膜电极的氢气出口连通；任选还包括背压阀，所述背压阀与氢侧气液分离器的氢气出口连通，用于调控氢气出口的压力。

12、在一个实施方案中，所述氢侧气液分离器的水出口经由二通阀连通至纯水箱。

13、本发明的系统具有以下有益效果：

14、1、本发明的系统可以实现等压、差压两种模式的测试功能；

15、2、本发明的系统可以实现同时对多组膜电极进行测试，且实现单独控制；

16、3、本发明的系统可以在对多组膜电极进行测试时，轮流切换测量每组膜电极产生氧气中的氢气含量，以保证系统长时间、稳定运行的安全性。

技术特征：

1.一种pem水电解制氢测试系统，其特征在于，包括n组膜电极、氢气通路、氧气通路、补给水管路、氧中氢测试通路；n为整数且大于1；每组膜电极可以包括m片膜电极，m为整数且大于等于1；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧气通路包括依次连通的纯水箱、补水泵和储水槽；其中，膜电极的氧气出口连通至纯水箱的氧气进口，纯水箱中的氧气通过纯水箱的氧气出口排放出去；其中，所述补水泵能够将储水槽中的水泵送至纯水箱；纯水箱中设置有加热器，用于将水加热至补水温度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氧侧气液分离器的水出口经由二通阀连通至纯水箱。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，n组膜电极各自的氧气出口同时连通至氧气总管路，所述氧气总管路连通至氧侧气液分离器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，n组膜电极各自的氢气出口连通至氢侧气液分离器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，n组膜电极各自的水进口同时连通至纯水箱。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述纯水箱底部的出水口依次经由水流量计和去离子器连通至膜电极的水进口，使得纯水箱的水能够泵送补给至膜电极。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢气通路包括依次连通的氢侧气液分离器，所述氢侧气液分离器的气液入口与膜电极的氢气出口连通；任选还包括背压阀，所述背压阀与氢侧气液分离器的氢气出口连通，用于调控氢气出口的压力。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述氢侧气液分离器的水出口经由二通阀连通至纯水箱。

技术总结
本发明公开了一种PEM水电解制氢测试系统，包括n组膜电极、氢气通路、氧气通路、补给水通路、氧中氢测试通路；n为整数且大于1；其中，每组膜电极可以包括m片膜电极，m为整数且大于等于1；膜电极通过电磁阀可控地分别连通至氢气通路、氧气通路、补给水通路、氧中氢测试通路；n组膜电极轮流单独地连通至氧中氢测试通路；所述氧中氢测试通路包括依次连接的氧侧气液分离器、背压阀、气体流量计和氧中氢分析仪。本发明系统中多组膜电极的氧中氢测试通路是各自独立受控的，因此可以实现等压模式、差压模式的检测。

技术研发人员：米万良,李志远,曲耀明
受保护的技术使用者：苏州市氢羿能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23