CN102995051B - 用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜 - Google Patents

用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜 Download PDF

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Abstract

一种用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，电解槽由两端框板与地脚为一体，框板周边设置多组拉紧螺杆紧固夹紧，所述电解槽两端框板（1），上部分别设有气体输出口（5）；所述双阳极板两侧分别设置若干电解小室，所述双阳极板与若干电解小室按电性排列并被串联压紧在一起，双阳极上设有阳极螺栓接线端口；所述电解小室中是以碳纤维电极框、双电极板、负极网、密封垫片、隔膜、正极网、双电极板和电极框的次序依次叠加排列的，所述密封垫与电极框的内圆周端面与隔膜、双电极板、阴阳电极网的外圆周边压紧，所述碳纤维电极框由碳纤维制成，所述隔膜由碳纤维与玻璃纤维压合制成。本发明具有电解槽重量大大降低和便于装配的优点。

Description

用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜
技术领域
本发明涉及一种电解槽，具体地说，是一种用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜。 
背景技术
压滤式双极性电解槽是一种水电解制氢、氧装置，其化学反应是在电解小室中完成的，电解小室是电解槽的最基本的单元，由众多的电解小室串在一起，通过若干根拉紧螺杆，把这些电解小室紧紧地压在两块端压板之间。 
中国专利CN202430295U于2012年9月12日公开了一种压滤式双极性电解槽，图1为其电解槽结构示意图，图2是该电解槽的电解小室中电极框、双电极板、负极网、密封垫片、小气室隔膜、正极网、双电极板和电极框的安装排列次序的示意图。 
目前压滤式双极性电解槽所使用电极框为铁质材料，致使所制电解槽的总体重量较大（压滤式双极性电解槽因有较多小气室组成，所使用的电极框数量与气室对应），造成电解槽装配以及密封性困难。为此上述专利权人对压滤式双极性电解槽的电极框进行了再开发创新，克服现有技术的缺点。 
发明内容
本发明的目的，在于提出一种用碳纤维材料的电极框和隔膜替代铁质电极框和石棉材料隔膜的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜。 
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 
一种用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，电解槽由两端框板与地脚为一体，框板周边设置多组拉紧螺杆紧固夹 紧，所述电解槽两端框板（1），上部分别设有气体输出口（5），下部分别设有电解液回流口（6），在一端的框板中部设有阴极接线端子（7）；所述双阳极板，设置在电解槽两端框板（1）的中间，其两侧分别设置若干电解小室，所述双阳极板与若干电解小室按电性排列并被串联压紧在一起，双阳极上设有阳极螺栓接线端口；所述电解小室中是以碳纤维电极框、双电极板、负极网、密封垫片、隔膜、正极网、双电极板和电极框的次序依次叠加排列的，所述密封垫与电极框的内圆周端面与隔膜、双电极板、阴阳电极网的外圆周边压紧，其特征在于： 
所述碳纤维电极框由碳纤维制成； 
所述隔膜由碳纤维与玻璃纤维压合制成。 
本发明的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维具有大径部和小径部，大径部的直径为20nm～2μm，小径部的直径为10nm～1μm。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维的大径部的长度为50nm～10μm。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维的小径部的长度为10nm～10μm。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维的长度为0.1μm～1000μm。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维的比表面积为1～100m2/g。 
前述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其中所述碳纤维在其X射线衍射测定中，在25°～30°（2θ）的范围 内具有归属于石墨结构（002）的峰，所述峰的半高宽为0.1°～0.2°（2θ）。 
采用上述技术方案后，本发明的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜具有以下优点： 
1、电解槽重量大大降低； 
2、设计更趋合理完善，更便于装配； 
3、应用环保新材料提高电解槽密封性。 
附图说明
图1为本发明实施例的电解槽结构示意图； 
图2为本发明实施例的电解槽的电解小室中各部件排列次序的示意图。 
图中：1两端框板，2拉紧螺杆，3螺栓、螺母和碟簧组合件，4双阳极板，5气体输出口，6电解液回流口，7阴极接线端子，8电解槽地脚，9电极框，10双电极板，11负极网，12密封垫片，13隔膜，14负极网。 
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。 
图1为本发明实施例的电解槽结构示意图，图2为本发明实施例的电解槽的电解小室中电极框、双电极板、负极网、密封垫片、小气室隔膜、正极网、双电极板和电极框排列次序的示意图。如图所示，本发明的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，电解槽由两端框板与地脚为一体，框板周边设置多组拉紧螺杆紧固夹紧，所述电解槽两端框板1，上部分别设有气体输出口5，下部分别设有电解液回流口6，在一端的框板中部设有阴极接线端子7；所述双阳极板，设置在电解槽两端框板1的中间，其两侧分别设置若干电解小室，根据所需电解产气量的 大小，决定所需小气室数量；所述双阳极板与若干电解小室按电性排列并被串联压紧在一起，双阳极上设有阳极螺栓接线端口；所述电解小室中是以碳纤维电极框、双电极板、负极网、密封垫片、隔膜、正极网、双电极板和电极框的次序依次叠加排列的，所述密封垫与电极框的内圆周端面与隔膜、双电极板、阴阳电极网的外圆周边压紧，其特征在于：所述碳纤维电极框由碳纤维制成；所述碳纤维具有大径部和小径部，大径部的直径为2μm，小径部的直径为1μm；所述碳纤维的大径部的长度为10μm；所述碳纤维的小径部的长度为10nm；所述碳纤维的长度为1000μm；所述碳纤维的比表面积为100m2/g；所述碳纤维在其X射线衍射测定中，在25°～30°（2θ）的范围内具有归属于石墨结构的峰，所述峰的半高宽为0.2°（2θ）。 
所述隔膜由碳纤维与玻璃纤维压合制成。 
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明用碳纤维材料的电极框和隔膜替代现有技术中的铁质电极框和石棉材料隔膜使电解槽重量大大降低，更便于装配。 
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。 

Claims (7)

1.一种用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，电解槽由两端框板与地脚为一体，框板周边设置多组拉紧螺杆紧固夹紧，所述电解槽两端框板（1），上部分别设有气体输出口（5），下部分别设有电解液回流口（6），在一端的框板中部设有阴极接线端子（7）；所述双阳极板，设置在电解槽两端框板（1）的中间，其两侧分别设置若干电解小室，所述双阳极板与若干电解小室按电性排列并被串联压紧在一起，双阳极上设有阳极螺栓接线端口；所述电解小室中是以碳纤维电极框、双电极板、负极网、密封垫片、隔膜、正极网、双电极板和电极框的次序依次叠加排列的，所述密封垫与电极框的内圆周端面与隔膜、双电极板、阴阳电极网的外圆周边压紧，其特征在于：
所述碳纤维电极框由碳纤维制成；
所述隔膜由碳纤维与玻璃纤维压合制成。
2.如权利要求1所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维具有大径部和小径部，大径部的直径为20nm～2μm，小径部的直径为10nm～1μm。
3.如权利要求1或2所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维的大径部的长度为50nm～10μm。
4.如权利要求1或2所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维的小径部的长度为10nm～10μm。
5.如权利要求1所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维的长度为0.1μm～1000μm。
6.如权利要求1所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维的比表面积为1～100m2/g。
7.如权利要求1所述的用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜，其特征在于，所述碳纤维在其X射线衍射测定中，在25°～30°的范围内具有归属于石墨结构的峰，所述峰的半高宽为0.1°～0.2°。
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