CN114606526A - 一体化集流扩散双极板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一体化集流扩散双极板,包括圆形的极板(2),焊接连接到所述极板(2)一侧的菱形金属网(1),以及焊接连接到所述极板(2)外侧的极框(3)。本发明采用全接触式结构,减小接触电阻,减少压降,降低制氢电耗,涂覆催化层的立体多孔结构集流扩散菱形网,在增加电流密度同时有效提升产气效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种双极板,具体涉及一体化集流扩散双极板。
背景技术
在众多氢气来源中,水电解制氢最为环保,核心装备中的关键部件,双极性电极板直接决定产气效率和能耗。
水电解制氢电解槽,由若干电解小室串联、并联组成,组装重复性工序多,耗时长,槽中组件间相对位置极易出现偏差,从而导致槽体漏夜、漏气,影响装备稳定运行,若双极板和电极接触不良,势必增大接触电阻,导致槽体能耗增大,增加运营成本。传统电解槽中使用的双极板多为平滑面板,有效电解面积很小,同时不利于电解产气泡破解,产气效率低下。作为支撑和导电核心组件的一体化集流扩散双极板,采用三维一体化菱形网扩散集流网结构,显著增加极板导电面积,减小接触电阻,更利于产气扩散,提升产气效率并降低整体能耗。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种全接触式结构的一体化集流扩散双极板。
本发明的技术方案如下:
一体化集流扩散双极板,其特征在于:包括圆形的极板(2),焊接连接到所述极板(2)一侧的菱形金属网(1),以及焊接连接到所述极板(2)外侧的极框(3)。
进一步的,所述菱形金属网(1)为鱼鳞状。
一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将金属板通过冲、拉一次成形形成内部有鱼鳞状菱形孔外部为圆形的菱形金属网;
S2、将菱形金属网和极板通过焊接的方式连接的一起;
S3、将极板的外部和极框通过焊接的方式连接的一起;
S4、将焊接后的双极板放入到电镀槽中,电镀一层厚度为50-100μm的防腐用镍镀层;
S5、在菱形金属网(1)和极板(2)上涂覆一层用于增加比表面积的涂层。
进一步的,所述涂层包括金属多孔材料20-25份、过度金属(合金)极其氧化物20-25份、磷化物10-15份、硫化物10-15份、氮化物10-15份。
5、根据权利要求4所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,涂覆工艺选用气相沉积、热喷涂、等离子溅射、电沉积法中的任一种。
进一步的,所述金属多孔材料为粉末镍。
进一步的,所述过度金属(合金)为Ni-Mo、Ni-Mo-Fe、Ni-S、Ni-Fe、Ni-Co、Ni-Ir中的至少一种。
进一步的,所述氧化物为RuO2、IrO2和RhO2、PtCoO2中的任一种。
进一步的,所述磷化物为Ni2P Mn-doped Ni2O3、Ni2P中的任一种。
进一步的,所述硫化物为NiS,所述氮化物为Ni3N。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
本发明采用全接触式结构,减小接触电阻,减少压降,降低制氢电耗,涂覆催化层的立体多孔结构集流扩散菱形网,在增加电流密度同时有效提升产气效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图中:1-菱形金属网;2-极板;3-极框。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1,本发明一较佳实施例所述的一体化集流扩散双极板,包括圆形的极板2,焊接连接到所述极板2一侧的菱形金属网1,以及焊接连接到所述极板2外侧的极框3;菱形金属网1为鱼鳞状。鱼鳞状的菱形金属网1能够增加接触面积,提高效率。
具体一体化集流扩散双极板的制造方法如下:
实施例1
将金属板通过冲、拉一次成形形成内部有鱼鳞状菱形孔外部为圆形的菱形金属网,该步骤通过机械设备成型形成,鱼鳞状菱形孔的金属网具有较大的接触面积;将菱形金属网和极板通过焊接的方式连接的一起;将极板的外部和极框通过焊接的方式连接的一起;将焊接后的双极板放入到电镀槽中,电镀一层厚度为50-100μm的防腐用镍镀层;在菱形金属网1和极板2上涂覆一层用于增加比表面积的涂层;所述涂层包括金属多孔材料粉末镍25份、过度金属Ni-Mo极其氧化物RuO225份、磷化物Ni2P 15份、硫化物NiS15份、氮化物Ni3N15份。涂覆工艺选用气相沉积、热喷涂、等离子溅射、电沉积法中的任一种。
实施例2
将金属板通过冲、拉一次成形形成内部有鱼鳞状菱形孔外部为圆形的菱形金属网,该步骤通过机械设备成型形成,鱼鳞状菱形孔的金属网具有较大的接触面积;将菱形金属网和极板通过焊接的方式连接的一起;将极板的外部和极框通过焊接的方式连接的一起;将焊接后的双极板放入到电镀槽中,电镀一层厚度为50-100μm的防腐用镍镀层;在菱形金属网1和极板2上涂覆一层用于增加比表面积的涂层;所述涂层包括金属多孔材料20份、过度合金Ni-Mo-Fe极其氧化物RhO220份、磷化物Ni2P 10份、硫化物NiS10份、氮化物Ni3N10份。涂覆工艺选用气相沉积、热喷涂、等离子溅射、电沉积法中的任一种。
实施例3
将金属板通过冲、拉一次成形形成内部有鱼鳞状菱形孔外部为圆形的菱形金属网,该步骤通过机械设备成型形成,鱼鳞状菱形孔的金属网具有较大的接触面积;将菱形金属网和极板通过焊接的方式连接的一起;将极板的外部和极框通过焊接的方式连接的一起;将焊接后的双极板放入到电镀槽中,电镀一层厚度为50-100μm的防腐用镍镀层;在菱形金属网1和极板2上涂覆一层用于增加比表面积的涂层;所述涂层包括金属多孔材料22份、过度合金Ni-Co极其氧化物PtCoO222份、磷化物12Ni2P份、硫化物NiS12份、氮化物Ni3N12份。涂覆工艺选用气相沉积、热喷涂、等离子溅射、电沉积法中的任一种。
本发明的工作原理如下:
将极板、集流扩散网、极框合为一体,简化重复组装工艺,提高装配精度,使用该双极板,只需将密封垫板、电极、隔膜依次摆放即可,极大提升装配效率。全接触式结构,减小接触电阻,减少压降,降低制氢电耗,涂覆催化层的立体多孔结构集流扩散菱形网,在增加电流密度同时有效提升产气效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一体化集流扩散双极板,其特征在于:包括圆形的极板(2),焊接连接到所述极板(2)一侧的菱形金属网(1),以及焊接连接到所述极板(2)外侧的极框(3)。
2.根据权利要求1所述的一体化集流扩散双极板,其特征在于:所述菱形金属网(1)为鱼鳞状。
3.根据权利要求2所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将金属板通过冲、拉一次成形形成内部有鱼鳞状菱形孔外部为圆形的菱形金属网;
S2、将菱形金属网和极板通过焊接的方式连接的一起;
S3、将极板的外部和极框通过焊接的方式连接的一起;
S4、将焊接后的双极板放入到电镀槽中,电镀一层厚度为50-100μm的防腐用镍镀层;
S5、在菱形金属网(1)和极板(2)上涂覆一层用于增加比表面积的涂层。
4.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述涂层包括金属多孔材料20-25份、过度金属(合金)极其氧化物20-25份、磷化物10-15份、硫化物10-15份、氮化物10-15份。
5.根据权利要求4所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,涂覆工艺选用气相沉积、热喷涂、等离子溅射、电沉积法中的任一种。
6.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述金属多孔材料为粉末镍。
7.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述过度金属(合金)为Ni-Mo、Ni-Mo-Fe、Ni-S、Ni-Fe、Ni-Co、Ni-Ir中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述氧化物为RuO2、IrO2和RhO2、PtCoO2中的任一种。
9.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述磷化物为Ni2P Mn-doped Ni2O3、Ni2P中的任一种。
10.根据权利要求3所述的一体化集流扩散双极板的制造方法,其特征在于,所述硫化物为NiS,所述氮化物为Ni3N。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220610 |