1、pem水电解法是现今国内外处理低氚水样的较为有效方法之一，其原理是利用氢的同位素电极反应活化能的差异，通过水的电解可使水中氚的质量活度相对增加而达到浓集目的，从而满足液体闪烁计数法对环境中低本底氚水样的监测。目前，国内pem氚电解浓集装置氢/氚分离性能在5～6.5范围内，样品水电解水量高于500ml，电解时长接近100h，存在氢/氚分离性能差、电解样品量大、时间长等缺点。同时，现有的氚电解浓集装置一般都会采用分别对电解槽和气体收集单元的温度单独控制的方法，不利于控制温度的一致性。

  1、本发明要解决的技术问题是为客服现存技术中pem氚电解浓集装置氢/氚分离不稳定的缺陷，提供一种水电解制氢系统及其方法。

  5、所述第一气液分离器通过第一循环管路与所述pem电解槽的阳极侧连通，所述第二气液分离器通过第二循环管路与所述pem电解槽的阴极侧连通；

  6、所述控温单元包括制氢系统阳极侧的第一控温组件，用于控制在所述pem电解槽的阳极侧和所述第一气液分离器之间流通的电解液的温度；还包括制氢系统阴极侧的第二控温组件，用于控制在所述pem电解槽的阴极侧和所述第二气液分离器之间流通的电解液的温度。

  7、在本方案中，通过第一气液分离器和第二气液分离器的精确控制，有效分离气体和液体产物，同时，为了尽最大可能避免阴阳两侧电解功率的不同所导致的温度差异，通过控温单元分别设置的第一和第二控温组件调节两侧的温差，实现对阳极和阴极侧电解液温度的精确控制，从而确保在最适宜的温度条件下进行电解反应，并能保证气液分离器和电解槽内温度的一致性和可控性，提高氚浓集的效果，同时减少能源消耗，增强反应过程的稳定性，有利于氢氚分离的稳定。

  8、较佳地，所述第一控温组件包括第一冷却设备和第二冷却设备，所述第一冷却设备设置在所述第一气液分离器的一端，所述第二冷却设备设置在所述pem电解槽的阳极侧，所述第一冷却设备和所述第二冷却设备之间设有第一冷却液管路；

  9、所述第二控温组件包括第三冷却设备和第四冷却设备，所述第三冷却设备设置在所述第二气液分离器的一端，所述第四冷却设备设置在所述pem电解槽的阴极侧，所述第三冷却设备和所述第四冷却设备之间设有第二冷却液管路。

  10、在本方案中，更加精确地控制阳极侧和阴极侧的电解液温度，确保在此部分反应的最佳温度条件下进行制氢，提高了反应效率，防止温度不均匀导致的反应失控。精确的温度控制有助于确保反应在最佳条件下进行，减少了不必要的能量损耗，来提升了氚浓集的效率。同时，有助于降低系统的波动性和温度梯度，提高了系统的稳定性，降低了故障的风险，特别是氚/氢分离更稳定，过程更可靠。

  11、较佳地，所述控温单元还包括压缩制冷机，所述压缩制冷机与所述第一冷却设备之间设有第三冷却液管路，所述压缩制冷剂与所述第三冷却设备之间设第四冷却液管路。

  12、在本方案中，控温单元还包括压缩制冷机，压缩制冷机能调整制冷剂的温度，确保其在第一冷却设备、第三冷却设备中提供精确的冷却效果，从而保持阳极侧和阴极侧电解液的理想温度条件。

  14、在本方案中，压缩制冷机可以同时调整阴极侧和阳极侧的冷却液温度，以维持整个电解槽的均匀温度分布。这确保了制氢反应在全面一致的温度条件下进行，提高了反应效率。

  15、较佳地，还包括设置在所述第三冷却液管路的第三循环泵，和设置在所述第四冷却液管路的第四循环泵。

  16、较佳地，还包括进水端，所述进水端与所述第一气液分离器或所述第二气液分离器连通，所述进水端设有电磁阀。

  17、在本方案中，第三循环泵和第四循环泵的引入可加强冷却液的循环，确保冷却液在冷却设备和电解槽之间迅速而均匀地流动。这有助于维持稳定的温度控制和温度分布。

  18、较佳地，还包括设置在所述第一循环管路上的第一循环泵，和设置在所述第二循环管路上的第二循环泵；

  19、还包括去离子器和/或液位传感器，设置在所述第一循环管路或所述第二循环管路上；

  20、还包括设置在所述pem电解槽的阳极侧的第一样液收集器，通过第二电磁阀与所述第一循环管路连通。

  21、在本方案中，第一和第二循环泵优化了液体在系统内的流动，保证了电解液在电解槽和冷却设备之间均匀流动，提高了反应效率。去离子器有助于提升电解液的质量，确保反应的高纯度和效率。液位传感器实时监测液位变化。第一样液收集器和相关电磁阀实现了氚浓集的有效收集和回收。

  22、本发明还提供一种水电解制氢的方法，所描述的方法利用如上所述的水电解制氢系统实现，所描述的方法包括以下步骤：

  23、开启第一电磁阀，向所述水电解制氢系统中注入定量的电解水，循环电解，直至电解水中的氚的浓度达到10倍以上；

  25、较佳地，控制所述pem电解槽的阳极侧与所述pem电解槽的阴极侧的温差在1℃以内。

  26、在本方案中，通过优化反应条件和温度控制，不仅能够稳定氢氚分离的稳定性，还能够降低能源消耗，减少废弃物产生，促进可持续能源的生产和应用，为清洁能源转型提供了重要的技术支持。此外，较佳的温度差控制还确保了反应的均匀性和稳定性，提高了氢氚分离过程的可控性和可靠性。

  28、监控反应水的余量，当所述反应水的流量低于阈值时，停止反应，将所述系统内剩余的液体收集至所述第一样液收集器。

  29、在本方案中，通过监控反应水余量的步骤进一步提高了水电解制氢方法的智能性、资源利用率和安全性，确保了反应的可持续性和系统的稳定性。

  30、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

  33、通过第一气液分离器和第二气液分离器的精确控制，有效分离气体和液体产物，同时，为了避免阴阳两侧电解功率的不同所导致的温度差异，通过控温单元分别设置的第一和第二控温组件调节两侧的温差，实现对阳极和阴极侧电解液温度的精确控制，从而确保在最适宜的温度条件下进行电解反应，并能保证气液分离器和电解槽内温度的一致性和可控性，提高氚浓集的效果，同时减少能源消耗，增强反应过程的稳定性，有利于氢氚分离的稳定。

  1.一种水电解制氢系统，其特征在于，包括第一气液分离器、第二气液分离器、pem电解槽和控温单元；

  2.如权利要求1所述的水电解制氢系统，其特征在于，所述第一控温组件包括第一冷却设备和第二冷却设备，所述第一冷却设备设置在所述第一气液分离器的一端，所述第二冷却设备设置在所述pem电解槽的阳极侧，所述第一冷却设备和所述第二冷却设备之间设有第一冷却液管路；

  3.如权利要求2所述的水电解制氢系统，其特征在于，所述控温单元还包括压缩制冷机，所述压缩制冷机与所述第一冷却设备之间设有第三冷却液管路，所述压缩制冷剂与所述第三冷却设备之间设第四冷却液管路。

  4.如权利要求3所述的水电解制氢系统，其特征在于，所述压缩制冷机对阴阳两侧的冷却液采用联合控制。

  5.如权利要求3所述的水电解制氢系统，其特征在于，所述水电解制氢系统还包括设置在所述第三冷却液管路的第三循环泵，和设置在所述第四冷却液管路的第四循环泵。

  6.如权利要求1所述的水电解制氢系统，其特征在于，所述水电解制氢系统还包括进水端，所述进水端与所述第一气液分离器或所述第二气液分离器连通，所述进水端设有第一电磁阀。

  8.一种水电解制氢的方法，其特征在于，所述水电解制氢的方法利用如权利要求1-7任一项所述的水电解制氢系统实现，所述方法有以下步骤：

  9.如权利要求8所述的方法，其特征是，控制所述pem电解槽的阳极侧与所述pem电解槽的阴极侧的温差在1℃以内。

  本发明公开了一种水电解制氢系统及其方法，其中水电解制氢系统包括第一气液分离器、第二气液分离器、PEM电解槽和控温单元；第一气液分离器通过第一循环管路与PEM电解槽的阳极侧连通，第二气液分离器通过第二循环管路与PEM电解槽的阴极侧连通；控温单元包括制氢系统阳极侧的第一控温组件，用于控制在PEM电解槽的阳极侧和第一气液分离器之间流通的电解液的温度；控温单元还包括制氢系统阴极侧的第二控温组件，用于控制在PEM电解槽的阴极侧和第二气液分离器之间流通的电解液的温度。通过控温单元内的第一和第二控温组件，实现对阳极和阴极侧电解液温度的精确控制，保证出液端和电解槽内温度的一致性和可控性。

  设计和制备新能源电极材料研究材料在氢气、氧气、二氧化碳等能源小分子电催化转化中的应用，通过先进表征手段和理论模拟计算理解催化位点和反应机理，力图发展几种具有应用前景的电催化剂材料。

  多酸团簇、金属有机框架材料的合成性能研究与计算模拟，最重要的包含： 1.多酸团簇-无机晶核共组装进行光催化分解水制氢与二氧化碳还原； 2.低维多孔材料的结构与催化性能的研究。

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