CN208791783U - 一种膜-电极组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种膜‑电极组件，包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和所述阴极之间的质子交换膜，所述阳极与阳极导线相连，所述阴极与阴极导线相连，所述质子交换膜与所述阳极工作端侧面紧密贴合，所述质子交换膜另一端表面与所述阴极相对且相互分离，所述质子交换膜表面设有若干贯通孔与所述阳极表面相通。相对现有技术，本实用新型技术方案具有工作可靠且高效电解等优点，可有效提高电极电解过程中散热效率以及工作寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学反应技术领域，特别涉及一种膜-电极组件。
背景技术
工业生产中，电解反应可用于制备相应的化学物质，例如氯和苛性碱的生产，因此电解反应在现代工业中起到关键的作用。
另外，电解反应还可用于对废水进行处理，通过电解反应去除有害物质，而用于电解过程的反应容器通常称为电解槽或电解池，反应容器设置有阳极和阴极，并且在阳极和阴极之间设有固体聚合物电解质膜，由于阳极侧和阴极侧之间存在液体或气体，因此在物理上，彼此是相互分离的，但在某些电解反应过程中，阳极液和阴极液要求或允许相互混合。
其中某些电解反应过程中，阳极液和阴极液是相互混合，作为原料的水由于离子化程度较低，质子交换膜紧贴着阳极表面，这样导致阳极表面难以与水体进行充分接触，并且导致阳极表面产生并积聚较大热能而无法快速且有效散发，最终导致阳极过热而影响其使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种工作可靠且高效电解的膜-电极组件，旨在提高电解效率和电极电解过程中散热效率以及延长电极工作寿命。
为实现上述目的，本实用新型提出的一种膜-电极组件，包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和所述阴极之间的质子交换膜，所述阳极与阳极导线相连，所述阴极与阴极导线相连，所述质子交换膜与所述阳极工作端侧面紧密贴合，所述质子交换膜另一端表面与所述阴极相对且相互分离，所述质子交换膜表面设有若干贯通孔与所述阳极表面相通。
优选地，所述质子交换膜横截面积小于所述阳极横截面积。
优选地，所述贯通孔形状为圆形、矩形、三角形、星形、梯形或平行四边形的任意一种。
优选地，所述阳极的材质采用金刚石膜、金刚石板、二氧化铅、贵金属或贵金属化合物的任意一种。
优选地，所述阴极的材质采用贵金属或金刚石。
本实用新型技术方案相对现有技术具有以下优点：
本实用新型技术方案通过在质子交换膜表面设置若干个贯穿孔与阳极工作端面相通，使水体与阳极的工作端表面可直接接触，加速电解反应且提高膜-电极组件的工作效率。与此同时，电解过程中，虽然阳极表面会产生较大电流且释放的能量大量聚集于阳极表面，然而通过越来越多的水体不断接触阳极表面，可对阳极进行有效且快速的散热冷却，有效延长阳极使用寿命且得到较高浓度的电解溶液。另外通过在质子交换膜表面设置贯通孔，能够有效提高膜-电极的工作效率，减少和节省质子交换膜面积，在一定程度上降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型膜-电极组件的分离状态结构示意图；
图2为本实用新型膜-电极组件的工作状态结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 阳极 | 21 | 贯通孔 |
| 11 | 阳极导线 | 3 | 阴极 |
| 2 | 质子交换膜 | 31 | 阴极导线 |
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种膜-电极组件。
请参见图1和图2，本实施例的膜-电极组件包括阳极1、阴极3以及设置于阳极1和阴极3之间的质子交换膜2，阳极1与阳极导线11相连，阴极3与阴极导线31相连，质子交换膜2与阳极1工作端侧面紧密贴合，其中阳极1端面可与质子交换膜2的工作侧端面通过粘接相连，质子交换膜2另一端表面与阴极3相对且相互分离，质子交换膜2表面设有若干贯通孔21与阳极1表面相通。
优选地，质子交换膜2横截面积小于阳极1横截面积，这样使得水体能够与阳极1表面进行接触。
优选地，贯通孔21的形状为矩形、圆形、三角形、星形、梯形、平行四边形等几何形状中的任意一种，阳极1的材质采用金刚石膜、金刚石板、二氧化铅、贵金属或贵金属化合物，阴极3的材质采用贵金属或金刚石。
请参见图1和图2，本实施例的膜-电极组件的工作原理为：
本实施例以电解水制备臭氧水为例，将阳极1和阴极3同时放置于水体内，在阳极1和阴极3同时通电情况下，水体进入至质子交换膜2与阴极3之间的空间内，使得阳极1和阴极3之间形成回路。其中阳极1发生氧化反应，在酸性环境中发生过程为2H20＝4H++O2+4e，而在碱性环境中发生的过程为4OH-＝2H2O+O2+4e。另外阴极3发生还原反应，在酸性环境中发生的过程为4H++4e＝2H2，碱性环境中发生的过程为2H2O+4e＝2H2+4OH-，由于本实施例的质子交换膜2上设有若干个贯穿孔21，使得水体与阳极1的工作端表面直接接触，从而加速电解反应，进而提高膜-电极组件的工作效率。与此同时，电解过程中，虽然阳极1表面会产生较大电流且释放的的能量大量聚集在阳极1表面之上，然而通过越来越多的水体不断接触阳极1表面，从而可对阳极进行有效且快速地散热冷却，从而有效延长阳极1使用寿命且得到较高浓度臭氧水。
通过在质子交换膜2表面设置贯通孔21，能够有效提高膜-电极的工作效率，减少和节约质子交换膜2面积，在一定程度上降低成本，最重要的是，可有效且直接制备浓度较高的臭氧水。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种膜-电极组件，其特征在于，包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和所述阴极之间的质子交换膜，所述阳极与阳极导线相连，所述阴极与阴极导线相连，所述质子交换膜与所述阳极工作端侧面紧密贴合，所述质子交换膜另一端表面与所述阴极相对且相互分离，所述质子交换膜表面设有若干贯通孔与所述阳极表面相通。
2.如权利要求1所述的膜-电极组件，其特征在于，所述质子交换膜横截面积小于所述阳极横截面积。
3.如权利要求1所述的膜-电极组件，其特征在于，所述贯通孔形状为圆形、矩形、三角形、星形、梯形或平行四边形的任意一种。
4.如权利要求1所述的膜-电极组件，其特征在于，所述阳极的材质采用金刚石膜、金刚石板、二氧化铅、贵金属或贵金属化合物的任意一种。
5.如权利要求1所述的膜-电极组件，其特征在于，所述阴极的材质采用贵金属或金刚石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821373806.5U CN208791783U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种膜-电极组件 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821373806.5U CN208791783U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种膜-电极组件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208791783U true CN208791783U (zh) | 2019-04-26 |
Family
ID=66206986
Family Applications (1)
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| CN201821373806.5U Active CN208791783U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种膜-电极组件 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208791783U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111101144A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-05 | 广州市德百顺电气科技有限公司 | 一种臭氧电解室结构 |
| WO2021189613A1 (zh) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 广州市德百顺电气科技有限公司 | 一种臭氧电解室以及臭氧电解室应用模块 |
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2018
- 2018-08-24 CN CN201821373806.5U patent/CN208791783U/zh active Active
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| WO2021189613A1 (zh) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 广州市德百顺电气科技有限公司 | 一种臭氧电解室以及臭氧电解室应用模块 |
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