CN207159361U - 一种固体聚合物电解质膜水电解槽 - Google Patents

一种固体聚合物电解质膜水电解槽 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种固体聚合物电解质膜水电解槽，包括边板、绝缘垫、导流片、阳极流场、膜电极和阴极流场，膜电极由季铵化2,6二甲基聚苯醚作为电解质构成，各部分之间设置有密封垫，按照结构顺序依次连接组成水电解槽单元，由金属螺栓配合垫片、螺母将两个或两个以上水电解槽单元进行锁紧，构成水电解槽组。本装置具有较高离子交换容量，较好的机械性能及化学稳定性，提高了电极中离子的传导率，成本也远低于由酸性固体聚合物电解质组成的传统固体聚合物水电解装置。

Description

一种固体聚合物电解质膜水电解槽
技术领域
本实用新型涉及一种纯水电解装置，特别是涉及一种碱性固体聚合物电解离子膜的纯水电解装置。
背景技术
氢能源作为清洁能源具有广泛的发展前景。纯水电解制取氢气的方法因具有无碳排放、效率高、无污染等特点而备受关注。纯水电解装置的核心是由聚合物电解质和催化层组成的膜电极，具体说是通过物理或化学方法在离子膜的两侧加设阴阳极催化层。固体聚合物电解质水解技术的核心是膜电极以及膜电极上发生的化学反应。
现有的固体聚合物纯水电解装置通常使用的类似Nafion(一种磺酸基全氟阳离子交换膜)的酸性固体聚合物作为电解质，并同时需要铂等稀有贵金属作为催化剂。这类装置所具有的高成本、在碱性环境中不稳定等问题使其商业化受到影响。研发并使用综合性能更好的电解质离子膜、提高电极催化活性、改进膜电极制备、提高设备压力操控等都可以优化固体聚合物电解水装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中水电解槽成本过高，以及在碱性环境中不稳定等问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种固体聚合物电解质膜水电解槽，其特征在于：包括边板、绝缘垫、导流片、阳极流场、膜电极、阴极流场，膜电极季铵化2,6二甲基聚苯醚作为电解质构成，各部分之间设置有密封垫，按照结构顺序依次组成水电解槽单元，由金属螺栓配合垫片、螺母将多组水电解槽进行锁紧，构成水电解槽组。
本实用新型具有的实质性特点和进步在于：
1.季铵化2,6二甲基聚苯醚是离子的良导体，通过OH‐阴离子导电，因此由季铵化2,6二甲基聚苯醚构成的阴离子交换膜具有较高离子交换容量，较好的机械性能和化学稳定性，可以在催化层中形成连续的离子传导网络,提高了电极中离子的传导率。
2.由于碱性固体聚合物电解质水电解器的碱性环境使得膜电极可以使用非贵金属及其氧化物作为高效稳定的催化剂，其成本远远低于必须使用铂等贵金属催化的酸性固体聚合物电解质组成的传统固体聚合物水电解装置。
附图说明
图1为本实用新型一种固体聚合物电解质膜水电解槽单元结构示意图；
图中的标号分别为：1.为边板；2.为绝缘垫；3.为导流片；4.为阳极流场；5.为季铵化2,6二甲基聚苯醚膜电极；6.为阴极流场。
图2为本实用新型一种固体聚合物电解质膜水电解槽组结构示意图；
图中的标号分别为：1.为边板；2.为绝缘垫；3.为导流片；4.为阳极流场；5.为季铵化2,6二甲基聚苯醚膜电极；6.为阴极流场；7.为分隔板。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点和有益效果，特列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
图1中边板1、绝缘垫2、导流片3、阳极流场4、2,6二甲基聚苯醚膜电极5、阴极流场6、导流片3、绝缘垫2、边板1，依次按照结构顺序安装构成水电解槽单元。
图2中边板1、绝缘垫2、导流片3、阳极流场4、2,6二甲基聚苯醚膜电极5、阴极流场6、分隔板7、阳极流场4、2,6二甲基聚苯醚膜电极5、阴极流场6、导流片3、绝缘垫2、边板1，通过金属螺栓配合垫片、螺母将两个或两个以上水电解槽单元组合，构成水电解槽组。

Claims (2)

1.一种固体聚合物电解质膜水电解槽，其特征在于：依次由边板(1)、绝缘垫(2)、导流片(3)、阳极流场(4)、膜电极(5)、阴极流场(6)、导流片(3)、绝缘垫(2)和边板(1)组成，各部分之间设置有密封垫，按照结构顺序连接组成水电解槽单元,所述膜电极由季铵化2,6二甲基聚苯醚作为电解质构成。
2.根据权利要求1所述的一种固体聚合物电解质膜水电解槽，其特征在于：通过金属螺栓配合垫片、螺母可以将两个或两个以上水电解槽单元组合，构成水电解槽组。
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