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CN114000171B - 一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法 - Google Patents

一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法 Download PDF

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CN114000171B CN202111229234.XA CN202111229234A CN114000171B CN 114000171 B CN114000171 B CN 114000171B CN 202111229234 A CN202111229234 A CN 202111229234A CN 114000171 B CN114000171 B CN 114000171B
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Abstract

本发明提供一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法，其中电解制氢系统包括电解槽、氢气气液分离器、氧气气液分离器、氢气干燥器和氧气干燥器；所述电解槽的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器的入口和氢气干燥器的入口；所述电解槽的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器的入口和氧气干燥器的入口；所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层。本发明所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度。

Description

一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法
技术领域
本发明属于氢能技术领域，尤其涉及一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法。
背景技术
水电解制氢是目前绿氢生产的唯一可商业化实现的技术手段。目前的水电解制氢系统是由电解槽和辅助系统组成的，水在电解槽内通过电化学反应被分解为氢气和氧气，产氢和产氧反应分别发生在电解槽的阴极侧和阳极侧，产生的气体通过气液分离器后被收集。氢气产品对纯度有一定的要求，电解槽产生的氢纯度一般能够达到99.8％，氧纯度能够达到98％左右。而当前燃料电池用氢对氢气纯度要求达到99.97％，国标对纯氢的纯度要求是99.99％，对纯氧的纯度要求是99.99％。为了提高产品的使用价值，需要在电解槽后面增加氢气和氧气纯化系统。目前氢气和氧气纯化一般采用三塔纯化系统，三塔循环进行纯化、升温和再生操作，热量消耗大，吸附剂耗量大，且纯化对入口气体流量变动的适应性差，难以满足波动性电源输入下灵活操作的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的，在于提出一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度，可省去系统中的氢气和氧气纯化单元，降低系统占地面积和复杂度，从而节约整体投资。
本发明的第二个目的，在于提出一种水电解制氢的方法。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，包括：电解槽、氢气气液分离器、氧气气液分离器、氢气干燥器和氧气干燥器；所述电解槽的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器的入口和氢气干燥器的入口；所述电解槽的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器的入口和氧气干燥器的入口；所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层；所述氢氧再结合催化层为负载有气体结合催化剂的载体填充层，且气体结合催化剂的负载量为5-10wt％。
本发明实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度，可省去系统中的氢气和氧气纯化单元，降低系统占地面积和复杂度，从而节约整体投资。
另外，根据本发明上述实施例提出的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内还均间隔一定间距设有可供气液混合物通过的第一隔板和第二隔板；所述第一隔板和第二隔板之间设有所述氢氧再结合催化层。
在本发明的一个实施例中，第一隔板和第二隔板均为硬质多孔板。
在本发明的一个实施例中，第一隔板和第二隔板均由多孔主体和外围连接部构成，且多孔主体上的孔均匀分布。
在本发明的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器的顶部均设有气体出口，底部均设有用于气液混合物进入的入口；氢气气液分离器和氧气气液分离器内，各自的氢氧再结合催化层、第一隔板和第二隔板均与水平面平行设置。
在本发明的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器外部与各自氢氧再结合催化层相对应的位置均设有加热单元。
在本发明的一个实施例中，所述载体为具有规整孔道结构的无机材料或有机材料；所述气体结合催化剂为铂、钯、铑、钛、锆、铈、镍中的一种或两种以上构成的合金。
在本发明的一个实施例中，所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，还包括碱液循环泵、碱液过滤器和碱液冷却器；所述氢气气液分离器的液体出口、氧气气液分离器的液体出口均依次连通碱液循环泵、碱液过滤器、碱液冷却器和电解槽，构成碱液循环回路。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了水电解制氢的方法，采用如上所述的电解制氢系统进行水电解制氢。
本发明附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统的简单结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统中氢气气液分离器或氧气气液分离器的简单主视剖视结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统中氢气气液分离器或氧气气液分离器中第一隔板的俯视图；
图4是根据本发明一个实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统中氢气气液分离器或氧气气液分离器中第二隔板的俯视图。
附图标记：
1-电解槽；2-氢气气液分离器；3-氧气气液分离器；4-氢气干燥器；5-氧气干燥器；6-碱液循环泵；7-碱液过滤器；8-碱液冷却器；100-氢氧再结合催化层；200-第一隔板；2001-第一隔板多孔主体；2002-第一隔板外围连接部；300-第二隔板；3001-第二隔板多孔主体；3002-第二隔板外围连接部；400-加热单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统。
图1是根据本发明一个实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统的简单结构示意图。
如图1所示，一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统包括电解槽1、氢气气液分离器2、氧气气液分离器3、氢气干燥器4和氧气干燥器5；所述电解槽1的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器2的入口和氢气干燥器4的入口；所述电解槽1的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器3的入口和氧气干燥器5的入口；如图2所示，所述氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层100。所述氢氧再结合催化层100为负载有气体结合催化剂的载体填充层，且气体结合催化剂的负载量为5-10wt％。
上述实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，通过对现有电解制氢系统的气液分离器(氢气气液分离器和氧气气液分离器)简单改造——在内部增设氢氧再结合催化层，节省了氢、氧纯化单元，降低了系统占地面积和复杂度，仅需要简单的干燥器，简化了目前的电解制氢系统，从而节约整体投资。同时，摒弃传统的物理吸附脱除杂质的方式，借助氢氧再结合催化层，使用催化反应去除气体中的杂质，除杂效果更可靠，气体纯度高，增加了电解制氢系统的安全性，提高了产品品质。
可选的，所述氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内还均间隔一定间距设有可供气液混合物通过的第一隔板200和第二隔板300；所述第一隔板200和第二隔板300之间设有所述氢氧再结合催化层100。
可以理解的是，上述第一隔板和第二隔板除了供来自电解槽的气液混合物通过，其至少还具有支撑氢氧再结合催化层，并限制氢氧再结合催化层在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3中的位置的作用。为此，可选的，第一隔板200和第二隔板300可均采用硬质多孔板，多孔板可以采用不锈钢等抗氧化性能、防腐性能好、硬度高的材质，且硬质多孔板的孔径以能通过气液混合物，而又会导致氢氧再结合催化层的催化剂等材料泄露为宜。
可选的，如图3和图4所示，第一隔板200和第二隔板300的结构均包括多孔主体(图3中2001代表的第一隔板多孔主体和图4中3001代表的第二隔板多孔主体)和外围连接部(图3中2002代表的第一隔板外围连接部和图4中3002代表的第二隔板外围连接部)，其中外围连接部设在多孔主体的外侧，将整个多孔主体包围在中间，多孔主体和外围连接部可以是一体成型，也可以采用螺纹连接等方式固定在一起。进一步可选的，多孔主体和外围连接部可以整体呈平板状。较佳的，第一隔板200和第二隔板300的形状和尺寸与其安装处氢气气液分离器2和氧气气液分离器3的形状和尺寸相当，这样，可以将第一隔板200和第二隔板300通过外围连接部采用焊接等方式固定在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内壁上。
可以理解的是，本发明实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，要借助氢气气液分离器和氧气气液分离器中的氢氧再结合催化层，使用催化反应去除气体中的杂质，而催化反应的效率跟反应物质与催化剂的接触面积大小相关，为了提高催化反应的效率，就需要气液混合物与氢氧再结合催化层接触面积更大，因此，第一隔板和第二隔板还至少需要分散气液混合物的作用，这就需要第一隔板和第二隔板上的孔分布均匀，也即需要将多孔主体部分的孔设置成均匀分布的形式(如图3和图4所示)，且保证多孔主体与氢氧再结合催化层的设置位置相对应(如图2所示)。
较佳的，为了保证气液混合物与氢氧再结合催化层充分接触，如图2所示，第一隔板200和第二隔板300的形状和面积与氢氧再结合催化层100的形状和面积一致，且氢氧再结合催化层100两侧分别紧贴第一隔板200和第二隔板300。
可选的，如图2所示，所述氢气气液分离器2和氧气气液分离器3包括壳体，壳体顶部均设有气体出口，壳体底部均设有用于气液混合物进入的入口；氢气气液分离器2和氧气气液分离器3的壳体内，各自的氢氧再结合催化层100、第一隔板200和第二隔板300均与水平面平行设置，且第一隔板200、氢氧再结合催化层100和第二隔板300三者均自上而下依次设置，位于气体出口和用于气液混合物进入的入口之间。
可选的，如图2所示，为了为氢氧结合反应供热，能够方便地控制氢氧再结合反应温度(也即使反应温度灵活控制)以提高反应效率，从而对反应催化剂的要求降低，可使用非贵金属催化剂，降低整体成本，所述氢气气液分离器2和氧气气液分离器3外部(也即壳体外表面上)与各自氢氧再结合催化层100相对应的位置均设有加热单元400。可选的，加热单元400可以选择加热套、盘管加热等形式中的一种，优选加热套。此外，为了保证加热效果，最好使加热单元400与氢氧再结合催化层100高度一致。
可选的，所述载体为具有规整孔道结构的无机材料或有机材料，比如载体可以选择碳化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、分子筛、石墨烯、金属-有机框架(MOF)材料、高分子聚合材料(聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚醚砜等)等中的一种或者多种。所述气体结合催化剂选择铂、钯、铑、钛、锆、铈或镍，也可以采用铂、钯、铑、钛、锆、铈或镍中两种以上构成的多元合金。需要说明的是，当采用铂、钯、铑、钛、锆、铈或镍中两种以上构成的多元合金作为复合催化剂时，复合催化剂中多种金属可以以任意摩尔比混合，为了方便，复合催化剂中的多种金属通常按等摩尔比混合，比如当采用铂和钯二元合金作为气体结合催化剂时，该复合催化剂中铂和钯的摩尔比为1：1。
需要说明的是，上述实施例所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气气液分离器，使用催化反应去除气体种的杂质，利用多孔催化层提供丰富的催化活性位点，催化效果好，气体纯度高，增加了电解制氢系统的安全性，提高了产品品质。同时，相对于常规的纯化单元，具有充裕的活性位点，操作简单，无需再生，对波动性电源输入的适应性也比较强。使用时，氢气气液分离器和氧气气液分离器一方面通过氢氧再结合催化层的催化反应去除杂质，另一方面依靠重力作用，实现气液分离，因此，氢气气液分离器和氧气气液分离器实质上均各自构成一个气液分离-氢氧再结合反应器。
可选的，为了实现碱液的循环利用，所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统还包括碱液循环泵6、碱液过滤器7和碱液冷却器8；所述氢气气液分离器2的液体出口、氧气气液分离器3的液体出口均依次连通碱液循环泵6、碱液过滤器7、碱液冷却器8和电解槽1，构成碱液循环回路。
还需要说明的时，电解槽1可以选用具有加热功能的市售电解制氢用电解槽。这样，除了利用电解槽给碱液加热之外，还可利用氢气气液分离器和氧气气液分离器外部的加热单元(比如加热套)给循环的碱液加热，缩短启动时间。
在利用本发明实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统进行水电解制氢(也即水电解制氢)时，电解槽1中充满碱液和气体混合物(包括氢气和氧气)，碱液和氢气混合物从电解槽1的一端进入氢气气液分离器2的底部，碱液和氧气混合物从电解槽1的另一端进入氧气气液分离器3的底部。在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部，气液混合物从第二隔板300均匀分布后，依次氢氧再结合催化层100和第一隔板200。在氢气气液分离器2的氢氧再结合催化层100表面，氢气中所含微量氧气与主体氢气发生再结合反应生成水；在氧气气液分离器3的氢氧再结合催化层100表面，氧气中所含微量氢气与主体氧气发生再结合反应生成水；同时在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部，气液混合物在重力作用下发生分离，液体在下部，气体在上部，从第一隔板200离开的气体是含有水的具有高纯度的气体。氢气气液分离器2和氧气气液分离器3下部的液体经过碱液循环泵6、碱液过滤器7和碱液冷却器8，从电解槽1中部回到电解槽1，形成碱液循环。氢气气液分离器2和氧气气液分离器3上部的气体分别经过氢气干燥器4和氧气干燥器5，产生产品氢气、氧气。整个过程中，为了使催化层完全被液体浸润，需氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部液面没过各自的氢氧再结合催化层100 1-2cm。
下面结合一个具体的实施例对本发明带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统和制氢方法做更进一步的说明。
如图1所示，一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统包括电解槽1、氢气气液分离器2、氧气气液分离器3、氢气干燥器4、氧气干燥器5、碱液循环泵6、碱液过滤器7和碱液冷却器8；所述电解槽1的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器2的入口和氢气干燥器4的入口；所述电解槽1的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器3的入口和氧气干燥器5的入口；所述氢气气液分离器2的液体出口、氧气气液分离器3的液体出口均依次连通碱液循环泵6、碱液过滤器7、碱液冷却器8和电解槽1，构成碱液循环回路。如图2所示，所述氢气气液分离器2和氧气气液分离器3均包括一圆柱形的壳体，壳体顶部均设有气体出口，壳体底部均设有用于气液混合物进入的入口和液体出口；壳体内中间靠下的部位自上而下依次设有第一隔板200、氢氧再结合催化层100和第二隔板300，且三者均与水平面平行设置，相邻两者紧贴。如图3和图4所示，第一隔板200和第二隔板300均为一体成型的不锈钢多孔板，不锈钢多孔板中间为多孔主体(图3中2001代表的第一隔板多孔主体和图4中3001代表的第二隔板多孔主体)，多个通孔均匀分布；不锈钢的多孔主体外围为外围连接部(图3中2002代表的第一隔板外围连接部和图4中3002代表的第二隔板外围连接部)，其侧壁焊接在壳体内壁上。第一隔板200和第二隔板300的形状和氢氧再结合催化层100形状一致，均为圆形，且三者面积一致。
其中，氢气气液分离器2和氧气气液分离器3中的氢氧再结合催化层100均为负载有铂和钯二元合金的石墨烯填充层，铂和钯二元合金中铂和钯的摩尔比为1：1，且铂和钯的总负载量为10wt％。
其中，如图2所示，氢气气液分离器2和氧气气液分离器3各自的壳体外表面与各自氢氧再结合催化层100相对应的位置均安装有加热套。
其中，电解槽1采用市售具有加热功能的电解制氢用电解槽。
在利用本实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统进行水电解制氢(也即水电解制氢)时，电解槽1中充满碱液和气体混合物(包括氢气和氧气)，碱液和氢气混合物从电解槽1的一端进入氢气气液分离器2的底部，碱液和氧气混合物从电解槽1的另一端进入氧气气液分离器3的底部。在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部，气液混合物从第二隔板300均匀分布后，依次氢氧再结合催化层100和第一隔板200。在氢气气液分离器2的氢氧再结合催化层100表面，氢气中所含微量氧气与主体氢气发生再结合反应生成水；在氧气气液分离器3的氢氧再结合催化层100表面，氧气中所含微量氢气与主体氧气发生再结合反应生成水；同时在氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部，气液混合物在重力作用下发生分离，液体在下部，气体在上部，从第一隔板200离开的气体是含有水的具有高纯度的气体。氢气气液分离器2和氧气气液分离器3下部的液体经过碱液循环泵6、碱液过滤器7和碱液冷却器8，从电解槽1中部回到电解槽1，形成碱液循环。氢气气液分离器2和氧气气液分离器3上部的气体分别经过氢气干燥器4和氧气干燥器5，产生产品氢气、氧气。整个过程中，控制氢气气液分离器2和氧气气液分离器3内部液面没过各自的氢氧再结合催化层1001.5cm。
用本实施例带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统进行电解水制氢后，用色谱仪分析氢气和氧气中微量杂质含量。氢氧再结合催化层比表面积为1340m2/g，堆密度为1.2g/cm3，催化剂铂和钯负载量为10wt％；氢氧再结合催化层的空速为0.1s-1。定时分析气体纯度，如表1所示：
表1氢气和氧气纯度
时间，h 0 1 2 3 4 5
氢中氧，％ 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
氧中氢，％ 0.003 0.002 0.002 0.002 0.003 0.002
注：表1中“％”为体积分数。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，包括：电解槽（1）、氢气气液分离器（2）、氧气气液分离器（3）、氢气干燥器（4）和氧气干燥器（5）；
所述电解槽（1）的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器（2）的入口和氢气干燥器（4）的入口；所述电解槽（1）的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器（3）的入口和氧气干燥器（5）的入口；
所述氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层（100）；所述氢氧再结合催化层（100）为负载有气体结合催化剂的载体填充层，且气体结合催化剂的负载量为5-10wt%；所述载体为具有规整孔道结构的无机材料或有机材料；所述气体结合催化剂为铂、钯、铑、钛、锆、铈、镍中的一种或两种以上构成的合金；
所述氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）内部液面均没过各自的氢氧再结合催化层（100）1-2cm；
所述氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）内还均间隔一定间距设有可供气液混合物通过的第一隔板（200）和第二隔板（300）；所述第一隔板（200）和第二隔板（300）之间设有所述氢氧再结合催化层（100）；
第一隔板（200）和第二隔板（300）均为多孔板；
氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）内，各自的氢氧再结合催化层（100）、第一隔板（200）和第二隔板（300）均与水平面平行设置，位于气体出口和用于气液混合物进入的入口之间。
2.根据权利要求1所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，第一隔板（200）和第二隔板（300）均为硬质多孔板。
3.根据权利要求1所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，第一隔板（200）和第二隔板（300）均由多孔主体和外围连接部构成，且多孔主体上的孔均匀分布。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，所述氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）的顶部均设有所述气体出口，底部均设有所述用于气液混合物进入的入口。
5.根据权利要求1所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，所述氢气气液分离器（2）和氧气气液分离器（3）外部与各自氢氧再结合催化层（100）相对应的位置均设有加热单元（400）。
6.根据权利要求1所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，其特征在于，还包括碱液循环泵（6）、碱液过滤器（7）和碱液冷却器（8）；所述氢气气液分离器（2）的液体出口、氧气气液分离器（3）的液体出口均依次连通碱液循环泵（6）、碱液过滤器（7）、碱液冷却器（8）和电解槽（1），构成碱液循环回路。
7.一种水电解制氢的方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任意一项所述的电解制氢系统进行水电解制氢。
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