CN117230467A - 双极板电解室、堆芯及电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解水制氢技术领域，提供一种双极板电解室、堆芯及电解槽，双极板电解室包括双极板和带催化剂的质子膜，双极板具有相对的第一表面和第二表面，第一表面形成有第一凹槽，第二表面形成有第二凹槽；质子膜的两侧均设置有聚酯边框，聚酯边框设有中空区域，质子膜对应于一侧的中空区域处设有阳极扩散层，质子膜对应于另一侧的中空区域处设置有阴极扩散层；其中，质子膜贴合于第一表面和第二表面；第一凹槽和第二凹槽内均设置有柔性胶条，柔性胶条抵接于相邻的质子膜的聚酯边框。柔性胶条可以对聚酯边框形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

Description

双极板电解室、堆芯及电解槽

技术领域

本发明涉及电解水制氢技术领域，特别是涉及一种双极板电解室、堆芯及电解槽。

背景技术

随着清洁能源的普及，质子交换膜(PEM，polymer electrolyte membrane)电解水制氢技术因为其较高的功率密度、较高的氢气纯度和氢气压力等特点，引起越来越多的关注和研究。双极板电解槽由若干个电解室以串联的方式构成一个整体，每两个极板间为一个电解小室，在水电解过程中，阴、阳极板和双极板上会不断产生气体。相关技术中，电解槽的堆芯结构需要将多个电解室堆叠连接，各结构层之间要保证密封性，在堆叠过程中，结构中的气体扩散层和膜电极所能承受的挤压力有限，气体扩散层会受到挤压，气体扩散层被挤压到一定程度后会影响气体扩散的均匀性，进而导致制氢效率的下降。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双极板电解室，在双极板和质子膜之间设置有柔性胶条，在拼装时柔性胶条可以对质子膜形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

本发明还提供了一种堆芯。

本发明还提供了一种电解室。

根据本发明第一方面实施例提供的双极板电解室，包括：

双极板，所述双极板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面凹陷形成有第一凹槽，所述第二表面凹陷形成有第二凹槽；

带催化剂的质子膜，所述质子膜的两侧均设置有聚酯边框，所述聚酯边框设有中空区域，所述质子膜对应于一侧的中空区域处设有阳极扩散层，所述质子膜对应于另一侧的中空区域处设置有阴极扩散层；

其中，所述质子膜具有所述阳极扩散层的一侧贴合于所述第一表面，所述质子膜具有所述阴极扩散层的一侧贴合于另一双极板的第二表面；所述第一凹槽和所述第二凹槽内均设置有柔性胶条，所述柔性胶条抵接于相邻的所述质子膜的所述聚酯边框。

根据本发明的一个实施例，所述第一凹槽内的柔性胶条沿所述第一凹槽的槽壁设置；和/或，所述第二凹槽内的柔性胶条沿所述第二凹槽的槽壁设置。

根据本发明的一个实施例，所述第一凹槽和所述第二凹槽内设置有多个支撑凸起，所述支撑凸起的高度与凹槽深度相适应。

根据本发明的一个实施例，所述双极板沿厚度方向设有两个阳极进出口和两个阴极进出口，两个所述阳极进出口连通于所述第一凹槽，两个所述阴极进出口连通于所述第二凹槽，两个所述阳极进出口位于所述第一凹槽的相对侧，两个所述阴极进出口位于所述第二凹槽的相对侧。

根据本发明的一个实施例，所述第一凹槽内设置有在两个所述阳极进出口之间导流的第一流道。

根据本发明的一个实施例，所述第二凹槽内设置有在两个所述阴极进出口之间导流的第二流道。

根据本发明的一个实施例，所述第二凹槽内设置有钛网。

根据本发明的一个实施例，所述阳极扩散层、所述阴极扩散层与所述质子膜覆合为整体结构。

根据本发明的一个实施例，所述阳极扩散层为钛板、钛毡其中的至少一种，所述阴极扩散层为钛板、钛毡、碳纸、碳布其中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述第一流道为蜿蜒流道。

根据本发明的一个实施例，所述第二流道为蜿蜒流道、蛇形流道或者直流道其中的至少一种。

根据本发明第二方面实施例提供的堆芯，包括多个根据本发明第一方面实施例提供的双极板电解室，多个所述双极板电解室按次序堆叠连接。

根据本发明第三方面实施例提供的电解槽，包括根据本发明第二方面实施例提供的堆芯。

根据本发明的一个实施例，所述电解槽还包括顺次设置的负极端板、负极侧绝缘板、负极集流板、正极集流板、正极侧绝缘板以及正极端板，所述堆芯设置于所述负极集流板和所述正极集流板之间，所述负极端板和所述正极端板之间通过多个拉带连接。

根据本发明的一个实施例，所述正极端板和所述负极端板的外侧面均形成有多个卡槽，多个所述拉带一一对应连接于所述正极端板的多个卡槽以及所述负极端板的多个卡槽；

其中，所述拉带的外侧面相对于对应位置的所述正极端板的外侧面以及对应位置的所述负极端板的外侧面平齐。

根据本发明的一个实施例，所述负极端板和所述负极侧绝缘板之间设置有碟簧组件。

本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本发明实施例提供的双极板电解室，包括双极板和带催化剂的质子膜，双极板具有相对的第一表面和第二表面，第一表面凹陷形成有第一凹槽，第二表面凹陷形成有第二凹槽；质子膜的两侧均设置有聚酯边框，聚酯边框设有中空区域，质子膜对应于一侧的中空区域处设有阳极扩散层，质子膜对应于另一侧的中空区域处设置有阴极扩散层；其中，质子膜具有阳极扩散层的一侧贴合于第一表面，质子膜具有阴极扩散层的一侧贴合于另一双极板的第二表面；第一凹槽和第二凹槽内均设置有柔性胶条，柔性胶条抵接于相邻的质子膜的聚酯边框。在拼装时柔性胶条可以对质子膜的聚酯边框形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双极板的第一表面示意图；

图2为本发明实施例提供的双极板的第二表面示意图；

图3为本发明实施例提供的双极板的第一表面的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的双极板的第二表面的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的质子膜的示意性结构图一；

图6为本发明实施例提供的质子膜的示意性结构图二；

图7为本发明实施例提供的双极板与质子膜的贴合关系示意图；

图8为本发明实施例提供的电解槽的立体图；

图9为本发明实施例提供的电解槽的负极端板的立体图；

图10为本发明实施例提供的电解槽的负极侧绝缘板的立体图；

图11为本发明实施例提供的电解槽的负极集流板的立体图。

附图标记：

100、双极板；101、第一凹槽；1011、第一流道；102、第二凹槽；1021、第二流道；103、柔性胶条；104、支撑凸起；105、阳极进出口；106、阴极进出口；

200、质子膜；201、阳极扩散层；202、阴极扩散层；203、聚酯边框；2031、中空区域；

300、堆芯；

410、负极端板；411、卡槽；420、负极侧绝缘板；430、负极集流板；440、正极集流板；450、正极侧绝缘板；460、正极端板；470、拉带；480、碟簧组件；490、歧管。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通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，都属于发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实施例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。

相关技术中，电解槽的堆芯结构需要将多个电解室堆叠，各结构层之间要保证密封性，在堆叠过程中，结构中的气体扩散层和膜电极所能承受的挤压力有限，气体扩散层会受到挤压，气体扩散层被挤压到一定程度后会影响气体扩散的均匀性，导致制氢效率的下降。

根据本发明第一方面实施例提供的双极板电解室，请参阅图1至图7，双极板电解室包括双极板100和质子膜200。

双极板100和质子膜200依次交叉设置，双极板100的两侧或者质子膜200的两侧分别构成阳极腔和阴极腔。本发明实施例提供的双极板电解室是电解槽的堆芯300的最小单元，将多个双极板电解室依次序设置可以形成电解槽完整的堆芯300，堆芯300的制氢能力与双极板电解室的堆叠数量正相关。

双极板100具有相对的第一表面和第二表面，为了使堆芯300能够堆叠多个双极板电解室，双极板100多为板状结构，双极板100在厚度方向的尺寸远小于长度方向的尺寸和宽度方向的尺寸，第一表面和第二表面为沿厚度方向相对的两个表面。在第一表面上凹陷形成有第一凹槽101，在第二表面上凹陷形成有第二凹槽102，除了必要的阳极进出口105和阴极进出口106外，第一凹槽101占据第一表面的其余区域，第二凹槽102占据第二表面的其余区域，增加第一凹槽101与第一表面的面积比或者增加第二凹槽102与第二表面的面积比，有助于提高电解水在阳极腔和阴极腔内的体积，提高电解水与电极的接触面积，提高了电解效率。

质子膜200为薄膜结构，薄膜的两侧带有催化剂，催化剂可以通过喷涂或者印刷等方式设置在质子膜200的两个侧面。在质子膜200的两侧均设置有聚酯边框203，聚酯边框203用于对质子膜200的边缘区域形成支撑作用，避免质子膜200在工作过程中发生变形，有助于维持质子膜200的形态，有助于双极板100和质子膜200的组装。两个聚酯边框203分别位于质子膜200的阳极侧和阴极侧，因此也可以称为阳极聚酯边框和阴极聚酯边框。

在一些实施例中，阳极聚酯边框、阴极聚酯边框通过热压、粘接等方式将带催化层质子膜200覆合成一个整体，热压后的阳极聚酯边框、阴极聚酯边框将质子膜200完全包覆，形成一体。

请参阅图5及图6，聚酯边框203内设有中空区域2031，质子膜200对应于一侧的中空区域2031处设置有阳极扩散层201，质子膜200对应于另一侧的中空区域2031处设置有阴极扩散层202。阳极扩散层201与阳极水发生电化学反应，并允许阳极水和氧气通过；质子膜200允许质子穿过后到达阴极扩散层202，在阴极腔内质子获取电子形成氢气，并沿着阴极扩散层202流出。

在一些实施例中，质子膜200的面积与中空区域2031相适应，即阳极聚酯边框和阴极聚酯边框对应于中空区域2031的边沿位置夹持质子膜200的边沿，夹持宽度为必要宽度，此时质子膜200的尺寸最小，在没有降低制氢效率的情况下，可以降低质子膜200的成本。

本发明实施例中，质子膜200具有阳极扩散层201的一侧贴合于第一表面，质子膜200具有阴极扩散层202的一侧贴合于相邻另一双极板100的第二表面；第一凹槽101和第二凹槽102内均设置有柔性胶条103，柔性胶条103抵接于相邻的质子膜200的聚酯边框203。

可以理解的是，聚酯边框203的外边缘尺寸与双极板100的外边缘尺寸保持一致，以保证质子膜200与双极板100贴合后外边缘保持平齐。第一凹槽101和第二凹槽102的面积大于中空区域2031的面积，且中空区域2031对应于第一凹槽101或者第二凹槽102中心，此时中空区域2031以外的聚酯边框203仍对应于第一凹槽101或者第二凹槽102的内部。沿着聚酯边框203在第一凹槽101或者第二凹槽102范围内的投影，在中空区域2031的边缘至第一凹槽101或者第二凹槽102的槽壁这一区间内，可以设置柔性胶条103。在拼装时柔性胶条103可以对质子膜200的聚酯边框203形成支撑作用，避免在堆叠过程中外力过分挤压气体扩散层(阳极扩散层和阴极扩散层)和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

在一些实施例中，第一凹槽101内的柔性胶条103沿第一凹槽101的槽壁设置；和/或，第二凹槽102内的柔性胶条103沿第二凹槽102的槽壁设置。

请参阅图1及图2，柔性胶条103沿着第一凹槽101的槽壁以及第二凹槽102的槽壁设置，柔性胶条103在自然状态下的高度大于第一凹槽101以及第二凹槽102的凹槽深度，在挤压密封时柔性胶条103压缩至与槽深平齐。柔性胶条103一方面发挥对聚酯边框203的支撑作用，避免堆叠时挤压气体扩散层(包括阳极扩散层201和阴极扩散层202)，另一方面可以起到密封作用，减少了第一凹槽101和第二凹槽102内气体和电解水的泄漏。

柔性胶条103沿着第一凹槽101和第二凹槽102的槽壁环形设置，全方位提高了对聚酯边框203的支撑能力。其次，柔性胶条103沿着第一凹槽101和第二凹槽102的槽壁环形设置，避免了对凹槽内电解水流向以及气体扩散产生影响。

在双极板100上设置有阳极进出口和阴极进出口时，柔性胶条103的设置路径进行避让或者适应调整。

柔性胶条103可以基于第一凹槽101或者第二凹槽102的尺寸做成预制件，在组装时放入第一凹槽101或者第二凹槽102内；也可以通过其他工艺在后期铺设在第一凹槽101或者第二凹槽102内。

在一些实施例中，阳极扩散层201、阴极扩散层202与质子膜200覆合为整体结构。请参阅图5及图6，质子膜200与阳极扩散层201、阴极扩散层202覆合为整体结构之后，整体性更好，阳极扩散层201与阴极扩散层202可以对质子膜200形成支撑保护作用，在长期接触电解水时，可以避免质子膜200溶胀现象的发生，有助于维持质子膜200的结构形态以及过滤性能，提高了双极板电解室的使用寿命。

在一些实施例中，阳极扩散层201为钛板、钛毡其中的至少一种，阴极扩散层202为钛板、钛毡、碳纸、碳布其中的至少一种。

在一些实施例中，第一凹槽101和第二凹槽102内设置有多个支撑凸起104，支撑凸起104的高度与凹槽深度相适应。

请参阅图1至图4，多个支撑凸起104阵列设置，支撑凸起104的尺寸较小，相邻支撑凸起104之间的间隙用于电解水和气体通过。支撑凸起104用于支撑相邻的质子膜200的聚酯边框203，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

在一些实施例中，双极板100沿厚度方向设有两个阳极进出口105和两个阴极进出口106，两个阳极进出口105连通于第一凹槽101，两个阴极进出口106连通于第二凹槽102，两个阳极进出口105位于第一凹槽101的相对侧，两个阴极进出口位于第二凹槽102的相对侧。例如第一凹槽101或者第二凹槽102为矩形槽，则相对侧指平行的两侧，避免电解水同侧进出导致电化学反应路径缩短；如果不是矩形槽，则相对侧指较远位置所在侧。

请参阅图1及图2，两个阳极进出口105与第一凹槽101连通，两个阴极进出口106与第二凹槽102连通，相邻两个双极板100堆叠时，中间夹持一个质子膜200，质子膜200(聚酯边框203)上对应于阳极进出口105和阴极进出口106的位置设置有同尺寸的通孔，以保证同一侧的阳极进出口105相互连通，保证同一侧的阴极进出口106相互连通。沿着一个阳极进出口105注入阳极水，阳极水沿着阳极进出口105分配至每个第一凹槽101内，阳极水到达阳极腔后生成氧气，然后沿着另一个阳极进出口105释放氧气和多余的阳极水。沿着一个阴极进出口106注入阴极水，质子穿过质子膜200后在阴极腔内生成氢气，氢气沿着另一个阴极进出口106流出并被收集利用。

本发明实施例中，两个阳极进出口105位于第一凹槽101的相对侧，两个阴极进出口106位于第二凹槽102的相对侧，此时电解水在第一凹槽101和第二凹槽102内的流动路径较长，提升了电解水与电极的接触面积和反应时长，提高了制氢效率。

在一些实施例中，双极板100为平行四边形板(矩形)，两个阳极进出口105位于平行四边形的其中两个对角处，两个阴极进出口106位于平行四边形的另外两个对角处，斜对角交叉设置，增加了电解水的反应路径和反应时长，有助于提高制氢效率。

在一些实施例内，在第一凹槽101内设置有第一流道1011，第一流道1011用于在两个阳极进出口105之间导流。

请参阅图1及图3，第一流道1011包括多个并列设置的流槽，第一流道1011可以使电解水均匀流动，进而均匀接触电极。例如在电解槽倾斜设置时，电解水不会因为重力作用而仅沿第一凹槽101的一侧流动，可以使电解水时刻与全部的电极接触，提高了制氢效率。

在一些实施例中，请参阅图1，第一流道1011可以是蜿蜒流道，采用蜿蜒流道便于流体扩散。

在一些情况下，蜿蜒流道的振动周期在15mm-40mm之间，振幅在2mm-6m之间，流道的宽度在0.8mm-2mm之间，开孔率在40％-60％之间。

在一些实施例中，第二凹槽102内设置有在两个阴极进出口106之间导流的第二流道1021。

请参阅图2及图4，第二流道1021包括多个并列设置的流槽，第二流道1021可以使电解水均匀流动，进而均匀接触电极，功能与第一流道1011相同。需要说明的是，第一流道1011和第二流道1021可以不同时设置。

在一些实施例中，第二流道1021为蜿蜒流道、蛇形流道或者直流道其中的至少一种。

在一些实施例中，第二凹槽102内未设置第二流道1021，第二凹槽102内为光板，仅设置了钛网，通过钛网作为电极与电解水以及质子发生电化学反应。

根据本发明第二方面实施例提供的堆芯300，请参阅图8，包括多个根据本发明第一方面实施例提供的双极板电解室，多个双极板电解室按次序堆叠连接。

可以理解的是，堆芯300采用多个双极板电解室按次序堆叠连接，双极板电解室在双极板100和质子膜200之间设置有柔性胶条103，在拼装时柔性胶条103可以对质子膜200的聚酯边框203形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

根据本发明第三方面实施例提供的电解槽，请参阅图8，包括根据本发明第二方面实施例提供的堆芯300。

可以理解的是，电解槽的堆芯300采用多个双极板电解室按次序堆叠连接，双极板电解室在双极板100和质子膜200之间设置有柔性胶条103，在拼装时柔性胶条103可以对质子膜200的聚酯边框203形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

在一些实施例中，请参阅图8至图11，电解槽还包括顺次设置的负极端板410、负极侧绝缘板420、负极集流板430、正极集流板440、正极侧绝缘板450以及正极端板460，堆芯300设置于负极集流板430和正极集流板440之间，负极端板410和正极端板460之间通过多个拉带470连接。

图9至图11显示了负极端板410、负极侧绝缘板420、负极集流板430的结构，正极的对应部件结构类似，不重复展示。

在正极端板460或者负极端板410上可以设置歧管490，歧管490的数量至少为四个，四个歧管490一一对应连通于两个阳极进出口105和两个阴极进出口106。其中一个歧管490向一个阳极进出口105通入阳极水，另一个歧管490接收电解水生成的氧气；其中一个歧管490向一个阴极进出口106通入阴极水，另一个歧管490接收电解水生成的氢气，形成两进两出的结构。

在其他的实施例中，阳极进出口105和阴极进出口106可以设置多组，则歧管对应增加。

与此同时，负极端板410和正极端板460之间通过多个拉带470连接，可以对堆叠后的堆芯300形成预紧力，拉带470结构避免了螺栓的使用，减少了空间占用，精简了电解槽的外部结构，有利于电解槽的安装以及使用。

在一些实施例中，正极端板460和负极端板410的外侧面均形成有多个卡槽411，多个拉带470一一对应连接于正极端板460的多个卡槽411以及负极端板410的多个卡槽411；其中，拉带470的外侧面相对于对应位置的正极端板460的外侧面以及对应位置的负极端板410的外侧面平齐。

请参阅图8，拉带470两端的尺寸大于拉带身部的尺寸，在负极端板410和正极端板460上形成有多个卡槽411，例如六个卡槽411，卡槽411的轮廓与拉带端部的尺寸和形状保持一致，在拉带470的端部嵌设于卡槽411内时，拉带470的外侧面与对应位置的负极端板410的外侧面或者对应位置的正极端板460的外侧面保持平齐。沿着正极端板460向负极端板410方向的投影，拉带470的投影区域位于负极端板410或者正极端板460的投影区域内，电解槽的整体结构更加精简，占用空间较小。

需要说明的是，对于负极侧绝缘板420、负极集流板430、正极集流板440以及正极侧绝缘板450，拉带470位于这几个部件的外侧，若存在位置上的冲突，则在负极侧绝缘板420、负极集流板430、正极集流板440以及正极侧绝缘板450的对应位置处设置避让槽。

在一些实施例中，负极端板410和负极侧绝缘板420之间设置有碟簧组件480，碟簧组件480可以对堆芯300施加弹性压力，可以使堆芯300保持预紧力状态，提升了堆芯300的密封性。

请参阅图8，碟簧组件480的数量可以为多个，多个碟簧组件480均匀设置在负极端板410和负极侧绝缘板420之间，可以使堆芯300受到的挤压力保持均匀。其次，在负极端板410和负极侧绝缘板420的其中至少一个可以设置定位槽，碟簧组件480的端部设置于定位槽内，避免了碟簧组件480在外力作用下松动脱落。

综上所述，根据本发明实施例提供的双极板电解室、堆芯300以及电解槽，电解室包括双极板100和带催化剂的质子膜200，双极板100具有相对的第一表面和第二表面，第一表面凹陷形成有第一凹槽101，第二表面凹陷形成有第二凹槽102；质子膜200的两侧均设置有聚酯边框203，聚酯边框203设有中空区域2031，质子膜200对应于一侧的中空区域2031处设有阳极扩散层201，质子膜200对应于另一侧的中空区域2031处设置有阴极扩散层202；其中，质子膜200具有阳极扩散层201的一侧贴合于第一表面，质子膜200具有阴极扩散层202的一侧贴合于另一双极板100的第二表面；第一凹槽101和第二凹槽102内均设置有柔性胶条103，柔性胶条103抵接于相邻的质子膜200的聚酯边框203。双极板电解室在双极板100和质子膜200之间设置有柔性胶条103，在拼装时柔性胶条103可以对质子膜200的聚酯边框203形成支撑作用，避免在堆叠过程中过分挤压气体扩散层和膜电极，有助于维持气体扩散层的形态，进而提升了气体扩散的均匀性，提高了制氢效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种双极板电解室，其特征在于，包括：

双极板，所述双极板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面凹陷形成有第一凹槽，所述第二表面凹陷形成有第二凹槽；

带催化剂的质子膜，所述质子膜的两侧均设置有聚酯边框，所述聚酯边框设有中空区域，所述质子膜对应于一侧的中空区域处设有阳极扩散层，所述质子膜对应于另一侧的中空区域处设置有阴极扩散层；

其中，所述质子膜具有所述阳极扩散层的一侧贴合于所述第一表面，所述质子膜具有所述阴极扩散层的一侧贴合于另一双极板的第二表面；所述第一凹槽和所述第二凹槽内均设置有柔性胶条，所述柔性胶条抵接于相邻的所述质子膜的所述聚酯边框。

2.根据权利要求1所述的双极板电解室，其特征在于，所述第一凹槽内的所述柔性胶条沿所述第一凹槽的槽壁设置；和/或，所述第二凹槽内的所述柔性胶条沿所述第二凹槽的槽壁设置。

3.根据权利要求1所述的双极板电解室，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽内设置有多个支撑凸起，所述支撑凸起的高度与凹槽深度相适应。

4.根据权利要求1所述的双极板电解室，其特征在于，所述双极板沿厚度方向设有两个阳极进出口和两个阴极进出口，两个所述阳极进出口连通于所述第一凹槽，两个所述阴极进出口连通于所述第二凹槽，两个所述阳极进出口位于所述第一凹槽的相对侧，两个所述阴极进出口位于所述第二凹槽的相对侧。

5.根据权利要求4所述的双极板电解室，其特征在于，所述第一凹槽内设置有在两个所述阳极进出口之间导流的第一流道。

6.根据权利要求4所述的双极板电解室，其特征在于，所述第二凹槽内设置有在两个所述阴极进出口之间导流的第二流道。

7.根据权利要求5所述的双极板电解室，其特征在于，所述第二凹槽内设置有钛网。

8.根据权利要求1至7任一项所述的双极板电解室，其特征在于，所述阳极扩散层、所述阴极扩散层与所述质子膜覆合为整体结构。

9.根据权利要求1至7任一项所述的双极板电解室，其特征在于，所述阳极扩散层为钛板、钛毡其中的至少一种，所述阴极扩散层为钛板、钛毡、碳纸、碳布其中的至少一种。

10.根据权利要求5所述的双极板电解室，其特征在于，所述第一流道为蜿蜒流道。

11.根据权利要求6所述的双极板电解室，其特征在于，所述第二流道为蜿蜒流道、蛇形流道或者直流道其中的至少一种。

12.一种堆芯，其特征在于，包括多个如权利要求1至11任一项所述的双极板电解室，多个所述双极板电解室按次序堆叠连接。

13.一种电解槽，其特征在于，包括如权利要求12所述的堆芯。

14.根据权利要求13所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽还包括顺次设置的负极端板、负极侧绝缘板、负极集流板、正极集流板、正极侧绝缘板以及正极端板，所述堆芯设置于所述负极集流板和所述正极集流板之间，所述负极端板和所述正极端板之间通过多个拉带连接。

15.根据权利要求14所述的电解槽，其特征在于，所述正极端板和所述负极端板的外侧面均形成有多个卡槽，多个所述拉带一一对应连接于所述正极端板的多个卡槽以及所述负极端板的多个卡槽；

其中，所述拉带的外侧面相对于对应位置的所述正极端板的外侧面以及对应位置的所述负极端板的外侧面平齐。

16.根据权利要求14所述的电解槽，其特征在于，所述负极端板和所述负极侧绝缘板之间设置有碟簧组件。