CN113755859A - 一种内部设有多通道框架结构的电解槽 - Google Patents

一种内部设有多通道框架结构的电解槽 Download PDF

Info

Publication number
CN113755859A
CN113755859A CN202111207738.1A CN202111207738A CN113755859A CN 113755859 A CN113755859 A CN 113755859A CN 202111207738 A CN202111207738 A CN 202111207738A CN 113755859 A CN113755859 A CN 113755859A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end plate
electrolytic cell
frame structure
outlet
structural
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111207738.1A
Other languages
English (en)
Inventor
董新生
吴仲志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Awell Technology Co ltd
Original Assignee
Xiamen Zhongxinda Hydrogen Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Zhongxinda Hydrogen Energy Technology Co ltd filed Critical Xiamen Zhongxinda Hydrogen Energy Technology Co ltd
Priority to CN202111207738.1A priority Critical patent/CN113755859A/zh
Publication of CN113755859A publication Critical patent/CN113755859A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种内部设有多通道框架结构的电解槽，包括两端敞开中空腔体结构的槽体，在所述槽体的两侧均对应设有端板，在所述端板之间对应设有多个串接的结构板。本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽的末端的端板上部呈轴对称的一个或多个环形孔道分别是端板氢气出口和端板氧气出口，流体通道可视为槽体内部微型的气液分离器，该电解槽包括多个结构板，所述结构板上部有一个或多个环形孔道呈轴对称的氢气出口和氧气出口，流体通道是电解槽内部活性区域之间设有的多个圆孔或锯齿状结构，本申请的电解槽内部流体流通更加顺畅，动量传递、热量传递和质量传递速率提高，进而电解槽能效值提升。

Description

一种内部设有多通道框架结构的电解槽
技术领域
本发明涉及电解水制氢技术领域，尤其是一种内部设有多通道框架结构的电解槽。
背景技术
随着可再生能源市场份额的快速增长，使用储能系统将间歇和波动的可再生能源存储再利用已经成为一个重要的研究课题。氢气是重要的能源和化工原料，可作为储存可再生能源的理想介质。已经构建了具有气体扩散电极的碱性水电解槽，包括廉价且丰富的电催化剂，并被证明具有高性能和长期稳定性。碱性电解槽比PEM电解槽更复杂，但其制造成本可能远低于PEM系统。但从性能方面来看，PEM电解槽的优势是快速响应、宽功率负荷范围与高电流密度。
电解水制氢过程耗电量大、成本较高。每生产标准立方米氢气约耗能4.0-5.5kWh。电解水制氢过程中，电力成本占总成本七成以上。常见的电解槽的反应物通道狭窄，适应性差，存在活性区域反应物分布不均匀，传质速率低，接触电阻高，设备能效值低等缺点。因此，需要设计一种内部设有多通道框架结构的电解槽。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种内部设有多通道框架结构的电解槽。
本发明通过下述方案实现：
一种内部设有多通道框架结构的电解槽，包括两端敞开中空腔体结构的槽体，在所述槽体的两侧均对应设有端板，在所述端板之间对应设有多个串接的结构板；
所述结构板包括圆盘状的结构板本体，在所述结构板本体上分别对应设有气液出口、电解液进口和流体通道，多个所述结构板上的气液出口、电解液进口和流体通道分别依次对应连通，所述端板包括圆盘状的端板本体，在所述端板本体上分别对应设有端板气液出口、端板电解液进口和螺栓孔，所述端板气液出口、端板电解液进口与相邻的结构板上的气液出口、电解液进口和流体通道分别对应连通。
所述气液出口包括氢气出口和氧气出口，所述氢气出口和氧气出口对应轴对称。
所述流体通道为圆孔状或锯齿状。
所述端板气液出口包括端板氢气出口和端板氧气出口。
所述槽体为卧式，所述端板设置在槽体的左右两端，在所述电源接头。
所述槽体为立式，所述端板设置在槽体的上下两端。
本发明的有益效果为：
本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽的末端的端板上部呈轴对称的一个或多个环形孔道分别是端板氢气出口和端板氧气出口，流体通道可视为槽体内部微型的气液分离器，该电解槽包括多个结构板，所述结构板上部有一个或多个环形孔道呈轴对称的氢气出口和氧气出口，流体通道是电解槽内部活性区域之间设有的多个圆孔或锯齿状结构，本申请的电解槽内部流体流通更加顺畅，动量传递、热量传递和质量传递速率提高，进而电解槽能效值提升。
附图说明
图1为本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽的结构示意图；
图2为本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽中结构板的结构示意图；
图3为本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽中端板的结构示意图；
图4为本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽另一实施例的结构示意图；
图5为本发明一种内部设有多通道框架结构的电解槽另一实施例中端板的结构示意图；
图中：1为槽体，2为端板，21为端板气液出口，22为端板电解液进口，23为螺栓孔，24为端板本体，25为电源接头，3为结构板，31为气液出口，32为电解液进口，33为流体通道，34为结构板本体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施例进一步说明：
实施例1
如图1-3所示，一种内部设有多通道框架结构的电解槽，包括两端敞开中空腔体结构的槽体1，在所述槽体1的两侧均对应设有端板2，在所述端板2之间对应设有多个串接的结构板3；
本申请的电解槽除了槽体1、端板2、结构板3外，还可以包括密封垫片、提供离子传导的离子交换膜、阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、阳极极板、阴极极板、与电极板连通的双极板和施加压力的拉杆，具体的连接关系、工作过程和原理为公知技术，在此不再赘述，其中结构板用于引导流体流向，阳极极板是由钛合金、镍合金或不锈钢制成的二维平板或网结构，并涂覆过渡金属氧化物催化剂。阴极极板是由镍网、泡沫镍或镀镍的金属板制成，并涂覆过渡金属硫化物或磷化物催化剂。本申请的电解槽可适用于碱性电解槽、阴离子膜电解槽或质子交换膜电解槽。
本申请的端板由金属、合金或聚苯硫醚、聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚苯酯和氟树脂等高分子聚合物制成。本申请的结构板由金属、合金、陶瓷或聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚芳砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚苯酯和氟树脂等耐高温高分子聚合物制成。
所述结构板3包括圆盘状的结构板本体34，在所述结构板本体34上分别对应设有气液出口31、电解液进口32和流体通道33，多个所述结构板3上的气液出口31、电解液进口32和流体通道33分别依次对应连通，所述端板2包括圆盘状的端板本体24，在所述端板本体24上分别对应设有端板气液出口21、端板电解液进口22和螺栓孔23，螺栓孔23用于穿插拉杆。所述结构板3可适用于碱性电解槽、阴离子膜电解槽或质子交换膜电解槽。电解槽单元厚度薄，且有效电解活性面积大，电解水制氢效率提升。气液分离效率提升，能耗降低。
所述端板气液出口21、端板电解液进口22与相邻的结构板3上的气液出口31、电解液进口32和流体通道33分别对应连通。
所述气液出口31包括氢气出口(附图中未标出)和氧气出口(附图中未标出)，所述氢气出口和氧气出口对应轴对称。
所述流体通道33为圆孔状或锯齿状。
所述端板气液出口21包括端板氢气出口和(附图中未标出)端板氧气出口(附图中未标出)。
所述槽体1为卧式，所述端板2设置在槽体1的左右两端，在所述电源接头25。本实施例卧式电解槽的端板中央设置电源接头25。
实施例2
在本实施例中，与实施例1中的相同之处不再赘述，不同之处在于：
本实施例中，所述槽体1为立式，所述端板2设置在槽体1的上下两端。由于立式电解槽没有径向重力作用，导致电解槽内部流体分布不同。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种内部设有多通道框架结构的电解槽，包括两端敞开中空腔体结构的槽体(1)，在所述槽体(1)的两侧均对应设有端板(2)，其特征在于：在所述端板(2)之间对应设有多个串接的结构板(3)；
所述结构板(3)包括圆盘状的结构板本体(34)，在所述结构板本体(34)上分别对应设有气液出口(31)、电解液进口(32)和流体通道(33)，多个所述结构板(3)上的气液出口(31)、电解液进口(32)和流体通道(33)分别依次对应连通，所述端板(2)包括圆盘状的端板本体(24)，在所述端板本体(24)上分别对应设有端板气液出口(21)、端板电解液进口(22)和螺栓孔(23)，所述端板气液出口(21)、端板电解液进口(22)与相邻的结构板(3)上的气液出口(31)、电解液进口(32)和流体通道(33)分别对应连通。
2.根据权利要求1所述的一种内部设有多通道框架结构的电解槽，其特征在于：所述气液出口(31)包括氢气出口和氧气出口，所述氢气出口和氧气出口对应轴对称。
3.根据权利要求1所述的一种内部设有多通道框架结构的电解槽，其特征在于：所述流体通道(33)为圆孔状或锯齿状。
4.根据权利要求1所述的一种内部设有多通道框架结构的电解槽，其特征在于：所述端板气液出口(21)包括端板氢气出口和端板氧气出口。
5.根据权利要求1所述的一种内部设有多通道框架结构的电解槽，其特征在于：所述槽体(1)为卧式，所述端板(2)设置在槽体(1)的左右两端，在所述电源接头(25)。
6.根据权利要求1所述的一种内部设有多通道框架结构的电解槽，其特征在于：所述槽体(1)为立式，所述端板(2)设置在槽体(1)的上下两端。
CN202111207738.1A 2021-10-18 2021-10-18 一种内部设有多通道框架结构的电解槽 Pending CN113755859A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111207738.1A CN113755859A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 一种内部设有多通道框架结构的电解槽

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111207738.1A CN113755859A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 一种内部设有多通道框架结构的电解槽

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113755859A true CN113755859A (zh) 2021-12-07

Family

ID=78799586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111207738.1A Pending CN113755859A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 一种内部设有多通道框架结构的电解槽

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113755859A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114196977A (zh) * 2022-01-25 2022-03-18 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种镶嵌结构立式电解堆
CN114411186A (zh) * 2022-02-11 2022-04-29 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种飞扶壁式电化学电解栈堆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204898090U (zh) * 2015-07-03 2015-12-23 柳州飞台氢能科技有限公司 一种电解槽结构
US20160115603A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Swiss Hydrogen Sa Electrochemical stack device
CN111058052A (zh) * 2020-01-09 2020-04-24 温州高企能源科技有限公司 电解槽的塑料极框
CN111575728A (zh) * 2020-03-13 2020-08-25 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种碱性水电解槽用极板
CN113272476A (zh) * 2019-01-21 2021-08-17 迪诺拉永久电极股份有限公司 室框元件、电解槽及电渗析槽
CN216738555U (zh) * 2021-10-18 2022-06-14 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种内部设有多通道框架结构的电解槽

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160115603A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Swiss Hydrogen Sa Electrochemical stack device
CN204898090U (zh) * 2015-07-03 2015-12-23 柳州飞台氢能科技有限公司 一种电解槽结构
CN113272476A (zh) * 2019-01-21 2021-08-17 迪诺拉永久电极股份有限公司 室框元件、电解槽及电渗析槽
CN111058052A (zh) * 2020-01-09 2020-04-24 温州高企能源科技有限公司 电解槽的塑料极框
CN111575728A (zh) * 2020-03-13 2020-08-25 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种碱性水电解槽用极板
CN216738555U (zh) * 2021-10-18 2022-06-14 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种内部设有多通道框架结构的电解槽

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114196977A (zh) * 2022-01-25 2022-03-18 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种镶嵌结构立式电解堆
CN114411186A (zh) * 2022-02-11 2022-04-29 厦门仲鑫达氢能技术有限公司 一种飞扶壁式电化学电解栈堆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN216786268U (zh) 一种质子交换膜水电解槽
JP7637641B2 (ja) モジュール電解槽スタックおよび高圧で、かつ高い変換率で二酸化炭素をガス状生成物に変換するためのプロセス
CN104583459B (zh) 气体可渗透的电极和电化学电池
US8894829B2 (en) Water electrolysis apparatus
US8691060B2 (en) Water electrolysis apparatus
CN102653870B (zh) 一种电氧化臭氧发生器
CN111733428B (zh) 一种用于电解水制气的电解单元、电解水制气装置及其应用与电解水制气工艺
CN113755859A (zh) 一种内部设有多通道框架结构的电解槽
CN216237301U (zh) 一种高效的质子交换膜电解槽
CN215103601U (zh) 制氢氧气体的水电解槽
CN217757689U (zh) 一种轴向非等距波纹板电极结构
CN113308706A (zh) 制氢氧气体的水电解槽
CN216738555U (zh) 一种内部设有多通道框架结构的电解槽
JP2893238B2 (ja) 高分子電解質膜を用いる水電解槽
CN110484927A (zh) 一种结构紧凑的电解式臭氧发生器
KR200285556Y1 (ko) 전해조
CN220767194U (zh) 一种水电解槽用带流场结构的极板
CN112111753A (zh) 一种串联型spe纯水电解槽及其导流网和导流环
CN219653143U (zh) 电解槽、制氢装置和新能源制氢系统
CN218491851U (zh) 一种用于电解水的电解槽结构
CN119307950A (zh) 一种极框极板及应用该极框极板的电解槽
CN118932367A (zh) 一种内嵌金属片的极框极板及电解槽
CN117568827A (zh) 一种碱性阴离子交换膜电解槽
CN210620955U (zh) 一种结构紧凑的电解式臭氧发生器
CN114293212A (zh) 一种立式电解池装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240731

Address after: 37D, No. 388, Hubin South Road, Siming District, Xiamen, Fujian Province, 361000

Applicant after: Xiamen Awell Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 361000 32d-5, No. 388, Hubin South Road, Siming District, Xiamen City, Fujian Province

Applicant before: Xiamen Zhongxinda Hydrogen Energy Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

TA01 Transfer of patent application right
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20211207

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication