CN216765076U - 一种用于spe电解槽的气体扩散件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于SPE电解槽的气体扩散件，包括薄板主体，所述的薄板主体的表面为平整面；所述的薄板主体上呈规则排列有若干个贯穿薄板主体的导流直通孔。本实用新型解决了现有的钛纤维毡板导流效果较差、接触效率不高、接触面电阻较大的问题。

Description

一种用于SPE电解槽的气体扩散件

技术领域

本实用新型涉及电解水制氢领域，具体为一种用于SPE电解槽的气体扩散件。

背景技术

电解制氢被认为是一种新型的储能方式，也是能够大规模消纳可再生能源的方法之一，在世界上取得了一致认可。电解制氢的方式主要分为传统的碱性电解水制氢和新兴的固态电解质(SPE)电解水制氢，而SPE电解水制氢具有效率高、装置小型化、启停迅速、无污染、产氢纯度高等优势，因此在消纳波动性极大的新能源发电场景中有竞争力。

SPE电解槽的主要零部件有双极板、气体扩散层(阴阳极)、膜电极。气体扩散层主要功能是支护膜电极、导电、气体和液体的导流等，由于水电解反应过程中，阳极析氧反应产生的强氧化性，所以SPE电解槽的气体扩散层以及双极板多一般采用钛金属材质，而现在SPE电解槽用气体扩散层主要是采用钛纤维毡板，但是现有的钛纤维毡板存在很多问题：(1)钛纤维毡板是采用钛纤维搭接之后烧结而成，内部空隙杂乱，对流体的导流效果较差；(2)钛纤维毡板的表面微观结构也呈现出杂乱无章的状态，在与膜电极接触的界面上，接触效率不高，接触面电阻较大，影响电解水反应的效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于SPE电解槽的气体扩散件，解决了现有的钛纤维毡板导流效果较差、接触效率不高、接触面电阻较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于SPE电解槽的气体扩散件，包括：

薄板主体，所述的薄板主体的表面为平整面；

所述的薄板主体上呈规则排列有若干个贯穿薄板主体的导流直通孔。

作为优选，所述的薄板主体的厚度为50-800微米。

作为优选，所述的导流直通孔呈矩形。

作为优选，所述的导流直通孔呈半圆形或三角形或梯形或圆形。

作为优选，所述的导流直通孔呈矩形阵列布置。

作为优选，所述的导流直通孔排列呈若干行，相邻行的导流直通孔呈错位布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用表面平整的薄板主体作为气体扩散层，可以与膜电极接触更充分，降低接触面电阻，提高电解效率；薄板主体上设置有规则排列的导流直通孔，可以最大限度的提高对气体和液体的导流效率；所以本申请是对以往SPE电解槽用气体扩散层的非规则内部孔隙结构的一次重要革新，可大大提高气体扩散层对流体的导流效果，同时也可以提高气体扩散层与膜电极的接触效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型的一种安装方式结构示意图。

附图标记：

1、薄板主体，2、导流直通孔；3、膜电极；4、双极板。

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。

如图1-2所示，本实用新型提供为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于SPE电解槽的气体扩散件，包括：

薄板主体1，所述的薄板主体1表面为平整面，薄板主体1优选采用钛金属材料制成。

在本实施例中，如图3所示，在安装的时候，薄板主体1作为气体扩散层可以设置在膜电极3的外侧，与膜电极3紧贴，其中膜电极3可以位于两侧的薄板主体1的中间，双极板4位于最外侧，分别与膜电极3两侧的薄板主体1紧贴。

为了使薄板主体1具有更好的导通效率，所述的薄板主体1上呈规则排列有若干个贯穿薄板主体1的导流直通孔2，导流直通孔2的面积与薄板主体1的面积之比为孔隙率，作为优选，孔隙率优选为20％-70％，其他剩下的薄板主体1的面积均与膜电极3进行接触，所以本申请的薄板主体1作为气体扩散层与膜电极3具有较高的接触率，所以本申请所述的气体扩散件既具有足够的孔隙率以导流流体，也具有高的接触率以降低接触面电阻和增加电解水反应的活性点位，两者均可以兼顾并达到要求。

在本实施例中，所述的薄板主体1的厚度为50-800微米，同时导流直通孔2的宽度优选为20-100微米，可以根据导流直通孔2数量的大小进行调整，而同样的，导流直通孔2密度为每平方米百万个到数十亿个，也可以根据要求进行改变。

在本实施例中，如图1-2所示，作为优选，所述的导流直通孔2呈矩形，其中优选为正方形，方便加工，而作为补充，导流直通孔2的内部形状可以是上大下小、上小下大或者是葫芦形等不同的内部形状。

在本实施例中，作为导流直通孔2其他的形状选择，所述的导流直通孔2呈半圆形或三角形或梯形或圆形等形状，本领域技术人员可以根据SPE电解槽的具体使用要求来选择不同的导流直通孔2形状。

在本实施例中，作为优选，如图1所示，所述的导流直通孔2可以采用矩形阵列布置，密度可以进行调整。

当然，在本实施例中，如图2所示，所述的导流直通孔2也可以排列呈若干行，相邻行的导流直通孔2呈错位布置，这样可以使导流直通孔2更加均匀，对于异形的薄板主体1可以提高面积的利用率。

所以，本申请采用表面平整的薄板主体作为气体扩散层，可以与膜电极接触更充分，降低接触面电阻，提高电解效率；薄板主体上设置有规则排列的导流直通孔，可以最大限度的提高对气体和液体的导流效率；所以本申请是对以往SPE电解槽用气体扩散层的非规则内部孔隙结构的一次重要革新，可大大提高气体扩散层对流体的导流效果，同时也可以提高气体扩散层与膜电极的接触效率。

另外，需要补充说明的是：利用本申请方法制作出的气体扩散层也可用于包括但不限于燃料电池等需要将流体充分分散或收集的物理化学反应领域，在这些领域应用时也能体现出本申请的气体扩散层的性能优势。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)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，在本实用新型中如涉及“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型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。

Claims (6)

1.一种用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于，包括：

薄板主体(1)，所述的薄板主体(1)的表面为平整面；

所述的薄板主体(1)上呈规则排列有若干个贯穿薄板主体(1)的导流直通孔(2)。

2.根据权利要求1所述的用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于：所述的薄板主体(1)的厚度为50-800微米。

3.根据权利要求1所述的用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于：所述的导流直通孔(2)呈矩形。

4.根据权利要求1所述的用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于：所述的导流直通孔(2)呈半圆形或三角形或梯形或圆形。

5.根据权利要求1所述的用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于：所述的导流直通孔(2)呈矩形阵列布置。

6.根据权利要求1所述的用于SPE电解槽的气体扩散件，其特征在于：所述的导流直通孔(2)排列呈若干行，相邻行的导流直通孔(2)呈错位布置。

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