本發(fā)明屬于海水制氫，尤其涉及一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺。
背景技術(shù)：
1、為推進氫能產(chǎn)業(yè)健康有序可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)制氫過程的“低碳化”排放，使用海水作為原料進行制氫，但是現(xiàn)有的海上電解水制氫設(shè)備制氫效率低、能耗高、成本高等諸多問題，解決可再生能源消納以及制氫成本高等問題；
2、本發(fā)明設(shè)計了一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，旨在實現(xiàn)制氫“綠色化”與海上清潔能源的利用、儲存及運輸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于：為了解決上述背景技術(shù)中的問題，而提出的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，包括電解液補給模塊、電解水制氫模塊、多元耦合發(fā)電模塊和儲能模塊，所述電解液補給模塊由電解液蒸發(fā)室、電解液儲存室組成，所述電解水制氫模塊位于電解液補給模塊的上部，所述多元耦合發(fā)電模塊設(shè)在電解液補給模塊的上側(cè)，所述儲能模塊由儲氫氣罐及蓄電池組成。
4、作為上述技術(shù)方案的進一步描述：
5、所述電解液補給模塊與海水接觸的部分設(shè)有雜質(zhì)濾網(wǎng)，所述電解液補給模塊包括設(shè)在電解水制氫模塊下的電解液存儲室，所述電解液存儲室內(nèi)部設(shè)有電解液蒸發(fā)室，所述電解液蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有ptfe膜濾網(wǎng)和電加熱管，所述雜質(zhì)濾網(wǎng)設(shè)在電解液蒸發(fā)室內(nèi)部的底端部分，所述ptfe膜濾網(wǎng)、電加熱管和雜質(zhì)濾網(wǎng)在電解液蒸發(fā)室內(nèi)從上至下依次設(shè)置。
6、作為上述技術(shù)方案的進一步描述：
7、所述電解水制氫模塊包括電解反應槽，所述電解反應槽內(nèi)設(shè)有磁鐵，所述電解水制氫模塊使用催化劑，配合釹鐵硼強磁體產(chǎn)生磁場。
8、作為上述技術(shù)方案的進一步描述：
9、所述多元耦合發(fā)電模塊由光伏太陽板和風力發(fā)電模塊組成，其中風力發(fā)電模塊采用h型和s型組合式垂直軸風機。
10、作為上述技術(shù)方案的進一步描述：
11、所述儲能模塊由儲氫氣罐和蓄電池組成，所述儲氫氣罐下設(shè)有旋轉(zhuǎn)式固定架，所述旋轉(zhuǎn)式固定架下連通有活動接合套，所述活動接合套與電解水制氫模塊連通，所述蓄電池與多元耦合發(fā)電模塊電性連接。
12、作為上述技術(shù)方案的進一步描述：
13、所述催化劑的制備過程具體為：
14、將0.12mmolfecl3、0.06mmol鐵粉、0.18mmol?4,4’-聯(lián)吡啶、50ml乙醇分別和碳納米管(cnts,70mg)；三聚氰胺(mel，0.5g)；cnts(70mg)/nacl(5g)模板在100ml燒杯中混合并在室溫下進行6小時磁性攪拌，然后過濾，用乙醇漂洗，并在60℃的烤箱中烘烤過夜，合成cp/cnt、cp/mel、cp/cnt/nacl前體；
15、前體在通入ar的無水及厭氧氣氛的管式爐中煅燒，退火產(chǎn)物記為fe3n-m、fe3n-c、fe3n-c?n，通過后續(xù)電化學測試，將fe3n-c?n定為目標催化劑。
16、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
17、1、本發(fā)明中，電解液補給模塊與海水接觸的部分設(shè)有雜質(zhì)濾網(wǎng)，在運行期間，海水經(jīng)過濾網(wǎng)過濾進入蒸發(fā)室，經(jīng)加熱管加熱蒸發(fā)進入電解液儲存室液化儲存，該模塊以較高的淡化效率補充電解消耗的純水，以“液-氣-液”機制實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的水遷移，可保持水遷移速率和電解速率相等，實現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定的電解，電解水制氫模塊使用催化劑，配合使用釹鐵硼強磁體產(chǎn)生磁場，使氣泡快速離開電極表面，降低內(nèi)阻、過電位，從而提升電解水制氫的能量轉(zhuǎn)化效率。
18、2、本發(fā)明中，研發(fā)了低成本、高效率的電解水制氫模塊，通過催化劑，降低了催化劑的制取成本，同時配合外加磁場作用，提升了制氫反應活性與整體電解效率，實現(xiàn)了制氫過程的“低成本”與“高效化”；
19、設(shè)計了零能耗、低腐蝕的電解液補給模塊，通過采用ptfe膜與電加熱管結(jié)合的海水淡化技術(shù)，太陽能與風能供電加熱管，實現(xiàn)了制氫過程的“無能耗”與“高效化”，規(guī)避了直接制氫的催化劑腐蝕問題。
20、3、本發(fā)明中，多元耦合發(fā)電模塊運行階段，依靠s型垂直軸風機提供啟動力矩，帶動h型垂直軸風機啟動，以風輪轉(zhuǎn)動方式傳遞所捕獲的風能，光伏組件可以在無風或者少風的時候進行太陽能發(fā)電，通過該模塊可以實現(xiàn)全天候自供能制氫，從而實現(xiàn)制氫過程的“低碳化”和“綠色化”；氫氣可以在高達70mpa的合適結(jié)構(gòu)中加壓，并以氣體的形式儲存在高壓儲氫氣瓶中，蓄電池可利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的多余負載用電進行儲存保護，作為儲備電能，并在發(fā)電量不足時給負載模塊提供額外的電能，以實現(xiàn)平臺的穩(wěn)定持續(xù)運行。
1.一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，包括電解液補給模塊、電解水制氫模塊、多元耦合發(fā)電模塊和儲能模塊，其特征在于，所述電解液補給模塊由電解液蒸發(fā)室、電解液儲存室組成，所述電解水制氫模塊位于電解液補給模塊的上部，所述多元耦合發(fā)電模塊設(shè)在電解液補給模塊的上側(cè)，所述儲能模塊由儲氫氣罐及蓄電池組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，其特征在于，所述電解液補給模塊與海水接觸的部分設(shè)有雜質(zhì)濾網(wǎng)，所述電解液補給模塊包括設(shè)在電解水制氫模塊下的電解液存儲室，所述電解液存儲室內(nèi)部設(shè)有電解液蒸發(fā)室，所述電解液蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有ptfe膜濾網(wǎng)和電加熱管，所述雜質(zhì)濾網(wǎng)設(shè)在電解液蒸發(fā)室內(nèi)部的底端部分，所述ptfe膜濾網(wǎng)、電加熱管和雜質(zhì)濾網(wǎng)在電解液蒸發(fā)室內(nèi)從上至下依次設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，其特征在于，所述電解水制氫模塊包括電解反應槽，所述電解反應槽內(nèi)設(shè)有磁鐵，所述電解水制氫模塊使用催化劑，配合釹鐵硼強磁體產(chǎn)生磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，其特征在于，所述多元耦合發(fā)電模塊由光伏太陽板和風力發(fā)電模塊組成，其中風力發(fā)電模塊采用h型和s型組合式垂直軸風機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，其特征在于，所述儲能模塊由儲氫氣罐和蓄電池組成，所述儲氫氣罐下設(shè)有旋轉(zhuǎn)式固定架，所述旋轉(zhuǎn)式固定架下連通有活動接合套，所述活動接合套與電解水制氫模塊連通，所述蓄電池與多元耦合發(fā)電模塊電性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高效催化劑的可再生能源電解水制氫浮標平臺，其特征在于，所述催化劑的制備過程具體為：