CN212128315U

CN212128315U - 纯镍主极板及使用该主极板的水电解槽

Info

Publication number: CN212128315U
Application number: CN202020254776.7U
Authority: CN
Inventors: 李豪敏; 周晓宏; 金纯�; 陈林
Original assignee: Suzhou Suqing Hydrogen Equipment Co ltd
Current assignee: Suzhou Suqing Hydrogen Equipment Co ltd
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2030-03-04

Abstract

本实用新型揭示了一种纯镍主极板及使用该主极板的水电解槽，该纯镍主极板包括板体，其具有两个相对称且结构完全相同的侧面，每个所述侧面上均等距均布有一组向外延伸的电极头，所述电极头为双向拉伸而成，其远端面为一平面，该平面与所述板体的轴线相垂直。本实用新型的有益效果主要体现在：结构简单精巧，将电极头的高度降低、直径变小，增加电极头的密度；缩短电极头之间的间距，在增大电流的同时，减轻主极板自身的重量，优化其自身结构。

Description

纯镍主极板及使用该主极板的水电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解制氢技术领域，具体地涉及一种纯镍主极板及使用该主极板的水电解槽。

背景技术

氢能源因其来源广、高效和清洁收到广泛的关注，被认为是人类未来的理想能源。电解槽是水电解制氢中最核心的设备，由若干个电解室串联构成，主要零部件是电极板、副电极、隔膜、密封圈等。一般电极板采用全金属结构，由碳素钢极板框、冷轧深冲钢板主极板组焊而成。

现有水电解槽主极板一般采用的是深冲板，厚度在1.5-2.0mm。如图1所示，成型后的主极板12上的乳头状电极头13高度在4.7-4.9mm，所述乳头状电极头13之间的距离在40mm。而当水电解槽进行组装时，所述主极板12之间相互紧贴，结合图2所示的剖视图，相邻主极板12上的相对面上的乳头状电极头13之间为点接触，乳头状电极头13的高度和间距导致单个电解单元的间距大，且同单位面积下电极头数量少，组装后电解槽应许的电流密度在1800-2200A/㎡之间。这将导致若制作超大型电解槽（单台产量800m³/h以上），其组装后重量会超过50吨，不满足道路运输要求；若单纯加大主极板直径，加工生产有难度。因此，如何制造适合超大产量的电解槽的主极板是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种纯镍主极板及使用该主极板的水电解槽。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种纯镍主极板，包括板体，其具有两个相对称且结构完全相同的侧面，每个所述侧面上均等距均布有一组向外延伸的电极头，所述电极头为双向拉伸而成，其远端面为一平面，该平面与所述板体的轴线相垂直。

优选的，所述电极头的平面呈六边形，以连续的蜂窝状结构等高排列。

优选的，所述板体的厚度为0.2±0.05mm，所述电极头的高度为4±0.2mm。

优选的，所述电极头的侧面为用于支撑所述平面的平直面。

优选的，同一侧面的相邻的所述电极头之间具有间隙。

优选的，所述电极头的内部中空，以通过电解液。

本实用新型还揭示了一种水电解槽，包括由固定板和一组紧固机构共同限定的容置空间，所述容置空间内连续设置有一组电解单元，所述电解单元至少包括如上所述的纯镍主极板，所述纯镍主极板上的所述电极头相对设置，两个相对所述电极头的平面形成面接触；相邻所述纯镍主极板之间设置有间隔层。

优选的，所述紧固机构包括压板和紧固件，所述紧固件包括螺杆、螺母和蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设于所述螺杆上并与所述压板相抵，所述螺杆穿过所述压板与所述固定板相抵接，所述螺母与所述螺杆螺接。

优选的，所述间隔层为隔膜，所述隔膜可透水。

优选的，所述纯镍主极板的外周连接有极框，所述极框的上端设置有排气的两组气道孔，其下端设置有用于通过电解液的排液孔，相邻所述极框之间设置有密封层。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、结构简单精巧，将电极头的高度降低、直径变小，增加电极头的密度；缩短电极头之间的间距，在增大电流的同时，减轻主极板自身的重量，优化其自身结构。

2、主极板和间隔层均为平板式结构，可以最大程度的优化安装结构，缩小主极板之间的间距，同时缩小电解槽的体积，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：现有技术中主极板的示意图；

图2：图1中沿线AA的剖视图；

图3：本实用新型中纯镍主极板的示意图；

图4：图3沿线AA的剖视图

图5：本实用新型中使用纯镍主极板的水电解槽的示意图

图6：本实用新型实施例中电解单元的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“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。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

如图3至图4所示，本实用新型揭示了一种纯镍主极板，包括板体，其具有两个相对称且结构完全相同的侧面1，每个所述侧面1上均等距均布有一组向外延伸的电极头101，所述电极头101为双向拉伸而成，其远端面为一平面102，该平面102与所述板体的轴线103相垂直。

具体的如图3和图4所示，本优选实施例中的所述电极头101的平面102呈六边形，以连续的蜂窝状结构等高排列。将所述电极头101以蜂窝状的结构排列可以减少纯镍主极板表面的空间浪费，提高所述电极头101的密度，提高所述纯镍主极板的电流密度，提高其生产氢气的效率。在其他实施例中，所述电极头101的平面102可为三角形、矩形、菱形、圆形等任意合适的形状。在另一实施例中，同一侧面的相邻的所述电极头101之间具有间隙，所述电极头101也可以不以连续的蜂窝状结构排列。

在本优选实施例中，所述电极头101 的侧面为用于支撑所述平面102的平直面104。当然，在其他实施例中，所述电极头101的侧面也可以是其他形状，例如圆滑的弧形面。

本实用新型采用纯镍板制成，可以使得所述板体具有较强的抗腐蚀能力。所述板体的厚度为0.2±0.05mm，所述电极头101的高度为4±0.2mm。这样可以尽可能地减轻所述板体的重量，方便运输和有利于制作超大产量的电解槽。

为了通过电解液，所述电极头101的内部中空。所述电极头101的侧面具有使得电解液通过的通孔（图中未示出）。

如图5和图6所示，本实用新型还揭示了一种水电解槽，包括由固定板5和一组紧固机构共同限定的容置空间2，所述容置空间2内连续设置有一组电解单元，所述电解单元至少包括如上所述的纯镍主极板，所述纯镍主极板上的所述电极头101相对设置，两个相对所述电极头101的平面102形成面接触，以增加所述纯镍主极板的表密度。

具体的，所述紧固机构包括压板5和紧固件，所述紧固件包括螺杆6、螺母7和蝶形弹簧8，所述蝶形弹簧8套设于所述螺杆6上并与所述压板5相抵，所述螺杆6穿过所述压板5与所述固定板4相抵接，所述螺母7与所述螺杆6螺接。所述紧固件的设置可以便于调节所述容置空间2的大小，同时所述蝶形弹簧8的压紧力对所述压板5始终保持压力，使得所述紧固件可以与所述固定板5相配合形成坚实的整体。

为了便于分隔电解出的氢气和氧气，相邻所述纯镍主极板之间设置有间隔层3，在本优选实施例中，所述间隔层3为隔膜，所述隔膜可透水但不可透气，使得电解出的氢气和氧气不会再混合。

此外，所述纯镍主极板的外周连接有极框9，所述极框9的上端设置有排气的两组气道孔（图中未示出），其下端设置有用于通过电解液的排液孔（图中未示出），此为现有技术，不是本实用新型的重点，此处不做赘述。为了避免泄露，相邻所述极框9之间设置有密封层10，所述密封层10为具有良好密封性的密封材料制成。

本实用新型结构简单精巧，将电极头的高度降低、直径变小，增加电极头的密度；缩短电极头之间的间距，在增大电流的同时，减轻主极板自身的重量，优化其自身结构。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.纯镍主极板，其特征在于：包括板体，其具有两个相对称且结构完全相同的侧面（1），每个所述侧面（1）上均等距均布有一组向外延伸的电极头（101），所述电极头（101）为双向拉伸而成，其远端面为一平面（102），该平面（102）与所述板体的轴线（103）相垂直。

2.根据权利要求1所述的纯镍主极板，其特征在于：所述电极头（101）的平面（102）呈六边形，以连续的蜂窝状结构等高排列。

3.根据权利要求1所述的纯镍主极板，其特征在于：所述板体的厚度为0.2±0.05mm，所述电极头（101）的高度为4±0.2mm。

4.根据权利要求1所述的纯镍主极板，其特征在于：所述电极头（101）的侧面为用于支撑所述平面（102）的平直面（104）。

5.根据权利要求1所述的纯镍主极板，其特征在于：同一侧面的相邻的所述电极头（101）之间具有间隙。

6.根据权利要求1所述的纯镍主极板，其特征在于：所述电极头（101）的内部中空，以通过电解液。

7.一种水电解槽，包括由固定板（4）和一组紧固机构共同限定的容置空间（2），所述容置空间（2）内连续设置有一组电解单元，其特征在于：所述电解单元至少包括如权利要求1至6任一所述的纯镍主极板，所述纯镍主极板上的所述电极头（101）相对设置，两个相对所述电极头（101）的平面（102）形成面接触；相邻所述纯镍主极板之间设置有间隔层（3）。

8.根据权利要求7所述的水电解槽，其特征在于：所述紧固机构包括压板（5）和紧固件，所述紧固件包括螺杆（6）、螺母（7）和蝶形弹簧（8），所述蝶形弹簧（8）套设于所述螺杆（6）上并与所述压板（5）相抵，所述螺杆（6）穿过所述压板（5）与所述固定板（4）相抵接，所述螺母（7）与所述螺杆（6）螺接。

9.根据权利要求7所述的水电解槽，其特征在于：所述间隔层（3）为隔膜，所述隔膜可透水。

10.根据权利要求7所述的水电解槽，其特征在于：所述纯镍主极板的外周连接有极框（9），所述极框（9）的上端设置有排气的两组气道孔，其下端设置有用于通过电解液的排液孔，相邻所述极框（9）之间设置有密封层（10）。