CN217839150U - 一种密封性好的制氢水电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种密封性好的制氢水电解槽，包括由下至上依次设置的阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板，多个电解单元在阳极电极板和阴极面板之间依次叠设，每个所述电解单元均包括由下至上依次设置的第一密封件、第一扩散层、膜组件、第二扩散层和第二密封件，相邻的两个电解单元之间设置有隔离电极板，所述隔离电极板位于相邻的第一密封件和第二密封件之间。所述电解槽的装配简单、密封圈好且结构稳定，应用于电解水产氢时，产氢效率高、性能稳定且安全性高。

Description

一种密封性好的制氢水电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解槽技术领域，具体涉及一种密封性好的制氢水电解槽。

背景技术

质子交换膜电解技术(PEM)是目前最适合大规模生产氢气的技术，其主要依赖的设备为PEM电解槽。现有的PEM电解槽结构较为简单且类似，主要是由阴极、阳极、扩散层、质子交换膜、绝缘层、外壳、紧固件和辅助零件组成。但该PEM电解槽在实际使用过程中存在一些问题，例如，PEM电解槽通常采用质子交换膜用于隔绝电极两侧的气体，但多数的电解槽存在气体易渗透的问题，导致产生的气体在阴阳腔室内互串，存在严重的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种密封性好的制氢水电解槽，所述电解槽的装配简单、密封圈好且结构稳定，应用于电解水产氢时，产氢效率高、性能稳定且安全性高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种密封性好的制氢水电解槽，包括由下至上依次设置的阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板，多个电解单元在阳极电极板和阴极面板之间依次叠设，每个所述电解单元均包括由下至上依次设置的第一密封件、第一扩散层、膜组件、第二扩散层和第二密封件，相邻的两个电解单元之间设置有隔离电极板，所述隔离电极板位于相邻的第一密封件和第二密封件之间。

进一步的，所述膜组件包括由下至上依次设置的第一塑胶件、第三密封件、质子交换膜、第四密封件和第二塑胶件，所述第一塑胶件位于膜组件靠近第一扩散层的一端，所述第二塑胶件位于膜组件靠近第二扩散层的一端。

进一步的，所述第一扩散层包括复合网，所述复合网靠近膜组件的一端设置有至少一层碳毡。

进一步的，所述阴极面板的一端侧壁设置有进水口和备用口，所述阴极面板相对的另一端侧壁设置出水口和出氢口，所述阴极面板的底壁均设置有分别与对应进水口、备用口、出水口和出氢口贯通的通孔。

进一步的，所述进水口、备用口、出水口和出氢口均设置有卡套接头，所述进水口的内径小于出水口的内径。

进一步的，所述阴极面板为钛板。

进一步的，所述阳极面板为铝板，所述阳极导电板为铜板。

进一步的，所述电解槽还包括多个紧固件，所述阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板均设置有多个供紧固件贯穿的安装孔，多个安装孔呈环形分布。

进一步的，所述隔离电极板的一侧向外突伸设置有导电凸耳，所述导电凸耳用于与外部的电源电连接。

进一步的，所述阳极面板的四个转角处均设置有让位部，所述让位部由阳极面板的上端面贯穿下端面。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型公开了一种密封性好的制氢水电解槽，通过阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板组成所述制氢水电解槽，所述制氢水电解槽的组装简易、结构稳定且密封性好，用于电解水制氢时产氢效率高、性能稳定且安全性高。其中，通过将隔离电极板设置于相邻的第一密封件和第二密封件之间，显著提升该电解槽的密封性和结构稳定性；通过调节电解单元的数量即可实现不同电解功率的调整，灵活性高。

附图说明

图1是实施例1所述制氢水电解槽的结构示意图。

图2是图1的爆炸图。

图3是实施例2所述制氢水电解槽的结构示意图。

附图标记为：1-阳极面板、101-让位部、2-阳极绝缘板、3-阳极导电板、4-阳极电极板、5-电解单元、6-阴极面板、7-第一密封件、8-第一扩散层、81-复合网、82-碳毡、9-膜组件、91-第一塑胶件、92-第三密封件、93-质子交换膜、94-第四密封件、95-第二塑胶件、10-第二扩散层、11-第二密封件、12-隔离电极板、121-导电凸耳、13-卡套接头、14-紧固件。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-3对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”和“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为使本实用新型的下述技术方案更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的“上端”、“下端”等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准进行描述，其并不是对本实用新型的具体限定。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供的一种密封性好的制氢水电解槽，包括由下至上依次设置的阳极面板1、阳极绝缘板2、阳极导电板3、阳极电极板4、多个电解单元5和阴极面板6，多个电解单元5在阳极电极板4和阴极面板6之间依次叠设，每个所述电解单元5均包括由下至上依次设置的第一密封件7、第一扩散层8、膜组件9、第二扩散层10和第二密封件11，相邻的两个电解单元5之间设置有隔离电极板12，所述隔离电极板12位于相邻的第一密封件7和第二密封件11之间。

在本实用新型中，通过阳极面板1、阳极绝缘板2、阳极导电板3、阳极电极板4、多个电解单元5和阴极面板6组成所述制氢水电解槽，所述制氢水电解槽的组装简易、结构稳定且密封性好，用于电解水制氢时安全高效且产氢品质高。其中，所述隔离电极板12的数量为N个，则对应该电解槽设有N+1个电解单元5，电解单元5的数量不同，产生的电解功率不同，可以根据实际应用情况进行灵活调整。通过将隔离电解板12设置于相邻的第一密封件7和第二密封件11之间，显著提升该电解槽的密封性和结构稳定性。在本实施例中，所述隔离电解板12的数量优选为14个，即所述电解槽包括15个依次叠设的电解单元5。

进一步的，所述膜组件9包括由下至上依次设置的第一塑胶件91、第三密封件92、质子交换膜93、第四密封件94和第二塑胶件95，所述第一塑胶件91位于膜组件9靠近第一扩散层8的一端，所述第二塑胶件95位于膜组件9靠近第二扩散层10的一端。通过在质子交换膜93的上下两端均设置密封件，显著提高膜组件9的密封性；同时通过第一塑胶件91和第二塑胶件95的设置使质子交换膜93不容易被压塌，使用寿命长。

进一步的，所述第一扩散层8包括复合网81，所述复合网81靠近膜组件9的一端设置有至少一层碳毡82。通过复合网81和碳毡82的配合提高了第一扩散层8的导电性和机械稳定性。

进一步的，所述第二扩散层10包括至少一层碳纸。在本实施例优选的，所述第二扩散层10为依次叠设的三层碳纸。

进一步的，所述阴极面板6的一端侧壁设置有进水口和备用口，所述阴极面板6相对的另一端侧壁设置出水口和出氢口，所述阴极面板6的底壁均设置有分别与对应进水口、备用口、出水口和出氢口贯通的通孔。

进一步的，所述进水口、备用口、出水口和出氢口均设置有卡套接头13，所述进水口的内径小于出水口的内径。

在本实施例中，所述阴极面板6为圆柱形，通过采用内嵌式结构设计将进水口、备用口、出水口和出氢口设置于阴极面板6内，再通过设置出水口的内径大于进水口的内径，使电解槽内部的水路更加顺畅。

进一步的，所述阴极面板6为钛板。所述钛板具有电阻低、稳定性好和耐腐蚀性强的特点。在本实施例中，所述阴极面板6的一端侧壁设置有导电铜件，所述导电铜件与外部的电源电连接。

进一步的，所述阳极面板1为铝板，所述阳极导电板3为铜板。具体地，所述阳极导电板3为紫铜板，所述阳极导电板3的一端设置有导电铜件，所述导电铜件与外部的电源电性连接，所述阳极导电板3在大电流下的导电性能优异。

进一步的，所述电解槽还包括多个紧固件14，所述阳极面板1、阳极绝缘板2、阳极导电板3、阳极电极板4、多个电解单元5和阴极面板6均设置有多个供紧固件贯穿的安装孔，多个安装孔呈环形分布。具体地，所述紧固件14为螺杆，所述螺杆外周套设有绝缘套管，所述螺杆经由阳极面板1的安装孔依次贯穿阳极绝缘板2、阳极导电板3、阳极电极板4、多个电解单元5和阴极面板6的安装孔，且螺杆的两端均通过垫片和螺母锁紧，且多个安装孔呈环形分布，使电解槽的压力分布均匀，结构稳定且安装简便。

进一步的，所述隔离电极板12的一侧向外突伸设置有导电凸耳121，所述导电凸耳121用于与外部的电源电连接。通过导电凸耳121的设置使隔离电极板12的接电方便。

进一步的，所述阳极面板1的四个转角处均设置有让位部101，所述让位部101由阳极面板1的上端面贯穿下端面。所述让位部101的设置使所述电解槽的搬运方便。

实施例2

如图3所示，本实施例提供的一种密封性好的制氢水电解槽，包括由下至上依次设置的阳极面板1、阳极绝缘板2、阳极导电板3、阳极电极板4、多个电解单元5和阴极面板6，多个电解单元5在阳极电极板4和阴极面板6之间依次叠设，每个所述电解单元5均包括由下至上依次设置的第一密封件7、第一扩散层8、膜组件9、第二扩散层10和第二密封件11，相邻的两个电解单元5之间设置有隔离电极板12，所述隔离电极板12位于相邻的第一密封件7和第二密封件11之间。

本实施例与实施例1的区别在于：所述隔离电极板12的数量为29个，即所述电解槽中含有30个依次叠设的电解单元5，所述制氢水电解槽的电解效率高、产氢高效且装配简单。在本实施例中，所述阴极面板6和阳极面板1均优选为长方体。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：包括由下至上依次设置的阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板，多个电解单元在阳极电极板和阴极面板之间依次叠设，每个所述电解单元均包括由下至上依次设置的第一密封件、第一扩散层、膜组件、第二扩散层和第二密封件，相邻的两个电解单元之间设置有隔离电极板，所述隔离电极板位于相邻的第一密封件和第二密封件之间。

2.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述膜组件包括由下至上依次设置的第一塑胶件、第三密封件、质子交换膜、第四密封件和第二塑胶件，所述第一塑胶件位于膜组件靠近第一扩散层的一端，所述第二塑胶件位于膜组件靠近第二扩散层的一端。

3.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述第一扩散层包括复合网，所述复合网靠近膜组件的一端设置有至少一层碳毡。

4.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述阴极面板的一端侧壁设置有进水口和备用口，所述阴极面板相对的另一端侧壁设置出水口和出氢口，所述阴极面板的底壁均设置有分别与对应进水口、备用口、出水口和出氢口贯通的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述进水口、备用口、出水口和出氢口均设置有卡套接头，所述进水口的内径小于出水口的内径。

6.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述阴极面板为钛板。

7.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述阳极面板为铝板，所述阳极导电板为铜板。

8.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述电解槽还包括多个紧固件，所述阳极面板、阳极绝缘板、阳极导电板、阳极电极板、多个电解单元和阴极面板均设置有多个供紧固件贯穿的安装孔，多个安装孔呈环形分布。

9.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述隔离电极板的一侧向外突伸设置有导电凸耳，所述导电凸耳用于与外部的电源电连接。

10.根据权利要求1所述的一种密封性好的制氢水电解槽，其特征在于：所述阳极面板的四个转角处均设置有让位部，所述让位部由阳极面板的上端面贯穿下端面。

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