CN113073338A - 电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明供一种电解槽，用于电解溶液制氢；电解槽包括电解腔体、以及若干金属片。电解腔体一侧设置有电解液进口，电解液进口用于输入电解液，电解腔体另一侧设置有排气口；若干金属片竖向设置在电解腔体内，用于将电解腔体内部分隔成若干电解小室，若干金属片中至少两个接电的金属片，其中一个金属片接正极电，一个金属片接负极电；其中电解腔体一侧还设置空气进气口，空气进气口用于输入稀释电解后氢气用的空气。本发明中提供的电解槽通过在将电解液进行电解产生氢气的同时，通过空气进气口连接输气装置，空气进入到电解槽内，从而降低电解氢气的浓度，避免氢气浓度过高。

Description

电解槽

技术领域

本发明涉及电解设备领域，特别涉及一种电解槽。

背景技术

随着化工业的发展，水电解制氢技术的开发与研制受到各国政府的越来越高的重视与支持。近年来，我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，把发展氢能源作为21世纪新能源的战略目标。目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展。

现有的电解设备在电解制氢的过程中，存在电解后的氢气浓度较高，发生爆炸的现象，因此，传统的电解槽在电解制氢过程中有严重的安全隐患。故需要提供一种电解槽来解决上述技术问题。

发明内容

本发明供一种电解槽，其通过电解槽一侧设置电解液进口输入电解液，出气口将电解后的气体输出；且在电解槽一侧还设有空气进气口，用于连接输气装置，向电解槽内输入空气，以解决现有技术中的吸氢机电解后的氢气浓度较高，安全隐患大的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种电解槽，用于电解溶液制氢；其包括：

电解腔体，所述电解腔体一侧设置有电解液进口，所述电解液进口用于输入电解液，所述电解腔体另一侧设置有排气口，

沿所述电解腔体底面为基准，所述排气口到所述电解腔体底面的距离，大于所述电解液进口到所述电解腔体底面的距离；以及，

若干金属片，若干所述金属片竖向设置在所述电解腔体内，用于将所述电解腔体内部分隔成若干电解小室，

若干所述金属片中至少两个接电的金属片，其中一个金属片接正极电，一个金属片接负极电，

若干所述金属片上均设置有通气孔以及电解液流通口，所述通气孔设置在所述电解液流通口上方，且所述通气孔与所述排气口对应连通，所述电解液流通口与所述电解液进口对应连通；

其中，所述电解腔体一侧还设置空气进气口，所述空气进气口用于输入稀释电解后氢气用的空气。

本发明中，若干所述金属片上还设置有调节通孔，单个所述金属片上的所述调节通孔位于所述通气孔以及所述电解液流通口之间，所述调节通孔用于调节相邻所述电解小室的电解液位，

若干所述金属片上的调节通孔之间一一对应连通。

本发明中，相邻所述调节通孔之间到所述电解腔体底面的距离相等。

本发明中，相邻所述调节通孔之间，靠近所述排气口的调节通孔到电解腔体底面的距离，大于远离所述排气口的调节通孔到电解腔体底面的距离。

本发明中，若干所述金属片中包括三个接电的金属片，相邻两个接电的金属片电极相反。

本发明中，三个接电的所述金属片分别为两个接负极电的金属片、以及一个接正电极的金属片；

其中，两个所述接负极电的金属片相对设置在一个所述接正电极的金属片的两侧，两个所述接负极电的金属片，用于接电析出氢气；所述接正电极的金属片，用于接电析出氧气。

本发明中，至少一个所述接电的金属片一侧设置有散热片，所述散热片用于降低所述金属片产生的热量。

本发明中，沿若干所述金属片的排列方向，靠近所述散热片一侧的所述电解小室的宽度逐渐增大。

本发明中，沿若干所述金属片的排列方向，

靠近所述散热片一侧的金属片的面积、与远离所述散热片一侧的金属片的面积比例小于1:1。

本发明中，所述金属片外圈设置有散热套筒，所述散热套筒内壁与所述金属片通过散热引脚固定连接。

本发明中，所述电解腔体包括：

第一安装板，设置在所述电解腔体一端，所述电解液进口以及所述空气进气口设置在所述第一安装板上，

第二安装板，设置在所述电解腔体另一端，所述出气口设置在所述第二安装板上，以及

连接件，沿所述第一安装板以及所述第二安装板的排列方向，所述连接件分别与第一安装板、第一电极片、第二电极片以及所述第二安装板可拆卸连接。

本发明中，所述散热套筒包括设置有若干，若干所述散热套筒之间相互拼接，且若干所述散热套筒分别与所述第一电极片、第二电极片以及第一金属片连接。

本发明中，所述散热套筒侧壁上设置有散热孔。

本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明的电解槽通过电解液进口输入电解液；两个接正负极电的金属片电解溶液；排气口用于排出电解析出的氢气；本发明的电机槽在电解腔体一侧还设置有空气进气口，在电解槽将电解液进行电解产生氢气的同时，电解槽通过空气进气口连接输气装置，往电解槽内输入空气，输入的空气与电解槽内电解产生的氢气进行混合，从而降低了输出气体内氢气的浓度，避免氢气浓度过高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图。

图1为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽侧视图。

图2为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽内部结构示意图。

图3为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽第二种结构示意图。

图4为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽第三种结构示意图。

图5为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽结构立体图。

图6为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽内部结构示意图。

图7为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第二种结构示意图。

图8为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第三种结构示意图。

图9为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第四种结构立体图。

图10为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第四种结构截面图。

图11为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第五种结构立体图。

第一实施例附图标记：电解槽1、电解腔体11、空气进气口11a、电解液进口11b、排气口11c、第一安装板111、第二安装板112、连接件113、金属片12、通气孔121、电解液流通口122、调节通孔123、电解小室13；电解槽的第二种实施结构：金属片22、第一电极片22a、第二电极片22b、散热片24；

第二种实施例附图标记：电解腔体31、电解液进口31b、空气进气口31a、排气口31c、金属片32、通气孔321、电解液流通口322、调节通孔323、第一电极片32a、第二电极片32b、第三电极片32c、电解小室33；电解槽的第二种实施结构：电解腔体41、电解液进口41b、空气进气口41a、排气口41c、金属片42、通气孔421、电解液流通口422、调节通孔423、电解小室43；电解槽的第三种实施结构：金属片52、第一电极片52a、第二电极片52b、第三电极片52c、第一电解小室53a、第二电解小室53b、第一散热片54a、第二散热片54b；电解槽的第四种实施结构：金属片62、散热套筒65、散热引脚651、散热孔652。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

请参照图1和图2，其中图1为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽侧视图；图2为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽内部结构示意图。如下为本发明提供的一种能解决以上技术问题的电解槽的第一实施例。

本发明提供的电解槽的第一实施例为：一种电解槽，用于电解溶液制氢；其中，电解槽包括电解腔体11以及若干金属片12。其中，电解腔体11一侧设置有电解液进口11b，电解液进口11b用于与供液装置连接，电解液进口11b用于输入电解液；电解腔体11另一侧设置有排气口11c，排气口11c用于与排气装置连接，输出电解后的气体。

其中，若干所述金属片12竖向设置在所述电解腔体11内，用于将所述电解腔体11内部分隔成若干电解小室13。本发明中的若干所述金属片12中至少两个接电的金属片12，其中一个金属片12接正极电，一个金属片12接负极电。若干所述金属片12上均设置有通气孔121以及电解液流通口122，所述通气孔121设置在所述电解液流通口122上方，且所述通气孔121与所述排气口11c对应连通，所述电解液流通口122与所述电解液进口11b对应连通。

本发明中，电解腔体11一侧还设置空气进气口11a，空气进气口11a与输气装置连接，从而输入稀释电解后氢气用的空气。

本发明中提供的电解槽通过在将电解液进行电解产生氢气的同时，通过空气进气口11a连接输气装置，空气进入到电解槽内，从而降低电解氢气的浓度，避免氢气浓度过高。

如下对本实施例中电解槽的结构进行进一步阐述：

本实施例中，沿电解腔体11底面为基准；空气进气口11a到电解腔体11底面的距离，大于电解液进口11b到电解腔体11底面的距离；排气口11c到电解腔体11底面的距离，大于电解液进口11b到电解腔体11底面的距离。

本实施例中的若干金属片12上均设置有调节通孔123，单个所述金属片12上的调节通孔123设置在通气孔121以及所述电解液流通口122之间。即调节通孔123到电解腔体11底面的距离，处于通气孔121到电解腔体11底面的距离、以及空电解液流通口122到电解腔体11底面的距离之间。

本发明中的调节通孔123，用于平衡电解小室13之间的液位，避免电解小室13内的压强差从而导致的电解液液位不均匀，提升了本发明的电解槽使用过程中的安全性。

本实施例中的若干金属片12之间的调节通孔123的中心孔均排布在一条直线上，且若干金属片12之间的调节通孔123排列的所在直线，与电解槽底面所在直线平行。

本实施例中的电解腔体11包括电解腔体11包括第一安装板111、第二安装板112以及连接件113；其中第一安装板111设置在电解腔体11一端，电解液进口11b以及空气进气口11a设置在第一安装板111上，第二安装板112设置在电解腔体11另一端，排气口11c设置在第二安装板112上；连接件113沿第一安装板111以及第二安装板112的排列方向，连接件113与金属片12可拆卸连接。本发明中的电解槽结构精简，便于拼装生产。

此外，本实施例中的排气口11c出还可以设置有氢气浓度检测器；空气进气口11a处可设置有调节阀门。氢气浓度检测器检测电解槽排出的氢气浓度，并进行反馈；操作人员根据排出氢气浓度及时调节输入空气的量，提升本发明电解槽使用过程中的精准性。

结合图3，图3为本发明的电解槽的第一实施例的电解槽第二种结构示意图。如下对本实施例中电解槽的第二种实施结构进行阐述：

本发明中至少一个金属片22一侧设置有散热片，散热片用于降低该金属片22产生的热量。本实施例中，第一电极片22a为接负电极的金属片22，第一电极片22a用于接电析出氢气；第二电极片22b为接正电极的金属片22，第二电极片22b用于接电析出氧气；其中第一电极片22a远离第二电极片22b一侧设置有散热片，散热片用于降低第一电极片22a产生的热量。通过在第一电极片22a一侧散热片24，避免了第一电极片22a接电析出氢气的过程中，电极片发热过多，保证了电极片接电析出氢气效率的稳定。

本实施例中，沿若干金属片22的排列方向，靠近散热片24一侧的电解小室的宽度逐渐增大。在散热能力强的区域，将相邻金属片22的间距增大，实现了电解槽内金属片可不等间距排列，提升了本实施例中电解槽内电解小室的容量，提升了电解槽电解溶液制备氢气的效率。

进一步的，本发明中，沿若干所述金属片22的排列方向，靠近所述散热片24一侧的金属片的面积、与远离所述散热片24一侧的金属片的面积比例小于1:1，结构如图4所示。在电解槽内金属片不等距排列的基础上，通过增加靠近散热片24一侧金属片的面积，从而进一步提升了电解槽内电解小室的容量，同时进一步提升了本实施例电解槽电解溶液制备氢气的效率。

结合图5和图6，图5为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽结构立体图，图6为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽内部结构示意图。如下对本实施例中电解槽的第二种实施方式：

本实施例中的电解槽包括电解腔体31以及若干金属片32。其中电解液进口31b以及空气进气口31a设置在电解腔体31一侧，排气口31c设置在电解腔体31另一侧，电解液进口31b用于输入电解液。沿电解腔体31底面为基准，排气口31c到电解腔体31底面的距离，大于电解液进口31b到电解腔体31底面的距离。

若干所述金属片32上均设置有通气孔321以及电解液流通口132，所述通气孔321设置在所述电解液流通口132上方，且所述通气孔321与所述排气口31c对应连通，所述电解液流通口132与所述电解液进口31b对应连通。

本实施例中的若干所述金属片32中包括三个接电的金属片，相邻两个接电的金属片电极相反。优选的，本实施例中的三个接电的所述金属片分别为两个接负极电的金属片、以及一个接正电极的金属片。且两个所述接负极电的金属片相对设置在一个所述接正电极的金属片的两侧，两个所述接负极电的金属片，用于接电析出氢气；所述接正电极的金属片，用于接电析出氧气。

本实施例中的三个接电的金属片分别为第一电极片32a、第二电极片32b以及第三电极片32c，其中第二电极片32b与第一电极片32a位置相对，第二电极片32b与第一电极片32a极性相反。第一电极片32a为负电极片，第二电极片32b用于接电析出氢气；第二电极片32b为正电极片，第二电极片32b用于接电析出气氧；第三电极片32c为负电极片，第三电极片32c用于接电析出氢气。

本实施例中的电解槽由于电解产生氧气与氢气的比例为1:2，故将第一电极片32a与第三电极片相对设置在第二电极片32b两侧，从而使得电解槽两端电解产生氢气的压强与电机槽中部产生氧气的压强大致相同，提升了电解槽使用过程中的稳定性。

此外，本发明的电解槽内所有金属片32上均设置有调节通孔323，单个所述金属片32上的调节通孔323设置在通气孔321以及所述电解液流通口322之间。即调节通孔323到电解腔体31底面的距离，处于通气孔321到电解腔体31底面的距离、以及空电解液流通口322到电解腔体31底面的距离之间。

本发明中的若干调节通孔323一一对应连通，调节通孔323用于平衡电解小室33之间的液位，避免电解小室33内的压强差从而导致的电解液液位不均匀，提升了本发明的安全吸氢机使用过程中的安全性。

结合图7，图7为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第二种结构示意图。如下对本实施例中电解槽的第二种实施结构进行阐述：

本实施例中电解槽内所有金属片42上均设置有调节通孔423，单个所述金属片42上的调节通孔423设置在通气孔421以及所述电解液流通口422之间。且调节通孔423到电解腔体41底面的距离；处于电解液进口41b到电解腔体41底面的距离，以及排气口41c到电解腔体41底面的距离之间。调节通孔423用于平衡电解小室43之间的液位，避免电解小室43内的压强差从而导致的电解液液位不均匀。

进一步的，相邻调节通孔423之间，靠近排气口41c的调节通孔423到电解腔体41底面的距离，大于远离排气口41c的调节通孔423到电解腔体41底面的距离。在电解槽第二实施例的第一种实施结构的基础上，通过将靠近排气口41c一端的调节孔逐渐高，增加了电解小室43的气体压强，便于排气。

结合图8，图8为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第三种结构示意图。如下对本实施例中电解槽的第三种实施结构进行阐述：

本实施例中，至少一个电极片一侧设置有散热片，散热片用于降低所电极片产生的热量，保证电解片的电解效率。本实施例中的第一电极片52a一侧设置有第一散热片54a，以及第三电极片52c一侧设置有第二散热片54b。

沿第二电极片52b以及第一电极片52a的排列方向，靠近第一散热片54a一侧的第一电解小室53a的宽度逐渐增大。沿第二电极片52b以及第三电极片的52c排列方向，靠近第二散热片53b一侧的第二电解小室13的宽度逐渐增大。

在电解槽第二实施例的第一种实施结构的基础上，通过增设散热片降低所电极片产生的热量，保证电解片的电解效率。且在散热能力强的区域，将相邻金属片52的间距增大，实现了电解槽内金属片52不等间距排列，提升了本实施例中电解槽内电解小室的容量，提升了本实施例电解槽电解溶液制备氢气的效率。

结合图9和图10，图9为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第四种结构立体图。图10为本发明的电解槽的第二实施例的电解槽第四种结构截面图。如下对本实施例中电解槽的第四种实施结构进行阐述：

本实施例中的金属片62外圈设置有散热套筒65，散热套筒65内壁与金属片62通过散热引脚651固定连接，提升了电解槽的散热效率。

进一步的，散热套筒65包括设置有若干，若干散热套筒65之间相互拼接，且若干散热套筒65与金属片62可拆卸连接，便于拆装。

此外，散热套筒65侧壁上还可设置有散热孔652，结构如图11所示。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电解槽，用于电解溶液制氢；其特征在于，包括：

电解腔体，所述电解腔体一侧设置有电解液进口，所述电解液进口用于输入电解液，所述电解腔体另一侧设置有排气口，

沿所述电解腔体底面为基准，所述排气口到所述电解腔体底面的距离，大于所述电解液进口到所述电解腔体底面的距离；以及，

若干金属片，若干所述金属片竖向设置在所述电解腔体内，用于将所述电解腔体内部分隔成若干电解小室，

若干所述金属片中至少两个接电的金属片，其中一个金属片接正极电，一个金属片接负极电，

若干所述金属片上均设置有通气孔以及电解液流通口，所述通气孔设置在所述电解液流通口上方，且所述通气孔与所述排气口对应连通，所述电解液流通口与所述电解液进口对应连通；

其中，所述电解腔体一侧还设置空气进气口，所述空气进气口用于输入稀释电解后氢气用的空气。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，若干所述金属片上还设置有调节通孔，单个所述金属片上的所述调节通孔位于所述通气孔以及所述电解液流通口之间，所述调节通孔用于调节相邻所述电解小室的电解液位，

若干所述金属片上的调节通孔之间一一对应连通。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，相邻所述调节通孔之间到所述电解腔体底面的距离相等。

4.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，相邻所述调节通孔之间，靠近所述排气口的调节通孔到电解腔体底面的距离，大于远离所述排气口的调节通孔到电解腔体底面的距离。

5.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，若干所述金属片中包括三个接电的金属片，相邻两个接电的金属片电极相反。

6.根据权利要求5所述的电解槽，其特征在于，三个接电的所述金属片分别为两个接负极电的金属片、以及一个接正电极的金属片；

其中，两个所述接负极电的金属片相对设置在一个所述接正电极的金属片的两侧，两个所述接负极电的金属片，用于接电析出氢气；所述接正电极的金属片，用于接电析出氧气。

7.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，至少一个所述接电的金属片一侧设置有散热片，所述散热片用于降低所述金属片产生的热量。

8.根据权利要求7所述的电解槽，其特征在于，沿若干所述金属片的排列方向，靠近所述散热片一侧的所述电解小室的宽度逐渐增大。

9.根据权利要求7所述的电解槽，其特征在于，沿若干所述金属片的排列方向，

靠近所述散热片一侧的金属片的面积、与远离所述散热片一侧的金属片的面积比例小于1:1。

10.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述金属片外圈设置有散热套筒，所述散热套筒内壁与所述金属片通过散热引脚固定连接。

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