CN218951505U - 一种电解小室、电解槽及水电解制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电解小室，包括设置于电解槽槽体内的阴极板、阳极板，在阴极板与阳极板之间设置有由离子交换树脂制成的隔膜，在阳极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阳极氧气产气网，在阴极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阴极氢气产气网，在阳极板与阳极氧气产气网之间、以及在阴极板与阴极氢气产气网之间设置有具有导电及气液传输功能的开式多孔刚性导电支撑板。本实用新型具有使用安全性高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及PEM制氢技术领域，具体涉及一种多规格PEM电解槽测试装置。
背景技术
如图1所示，目前所使用的水电解制氢系统的结构包括：电解槽7、氧水分离罐8，氢水分离罐9，循环泵112；电解槽7的阳极出口通过氧侧回水管路113连接氧水分离罐8的进口，氧水分离罐8的气相出口连接有排氧管路114，氧水分离罐8的液相出口连接平衡管115的一侧管端，电解槽7的阴极出口通过氢侧回水管路116连接氢水分离罐9的进口，氢水分离罐9的气相出口连接有排氢管路117，氢水分离罐9的液相出口连接平衡管115的另一侧管端，平衡管115的中间通过第一进水管路118连接循环泵112的入口，循环泵112的出口通过第二进水管路119同时连接电解槽7的阳极进口与阳极进口。电解槽是水电解制氢系统的重要组成部分，电解槽是由多个电解小室构成，如图2所示，目前电解槽中电解小室的结构，包括设置于电解槽槽体内的阴极板1，阳极板2、在阴极板1与阳极板2之间设置有由织物制成的隔膜3，在阳极板2与隔膜3之间之设置有阳极氧气产气网4，在阴极板1与隔膜3之间连接有阴极氢气产气网5，在阳极板2与阳极氧气产气网4之间、以及阴极板1与阴极氢气产气网5之间分别连接有用以支撑及导电的L形导电支撑连接件111。
目前所使用的水电解制氢系统存在以下缺点：（1）当氢侧与氧侧压力不平衡时，氢气与氧气会从平衡管发生氢氧互串，严重时可能发生爆炸，使用安全性低；（2）在电解小室中，隔绝两侧气体主要靠由织物制成的隔膜的表面润湿和表面张力共同作用，织物隔膜所能承受的两侧压差太小，当氢侧与氧侧压力不平衡时，氢气与氧气易从隔膜发生氢氧互串，严重时可能发生爆炸，使用安全性低；（3）在电解小室中，产气网与对应极板之间的支撑点少，造成产气网与隔膜贴合不紧密，产气网与隔膜易变形，使用安全性低。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的提供一种使用安全性及稳定性高的电解小室。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种电解小室，包括设置于电解槽槽体内的阴极板、阳极板，在阴极板与阳极板之间设置有由离子交换树脂制成的隔膜，在阳极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阳极氧气产气网，在阴极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阴极氢气产气网，在阳极板与阳极氧气产气网之间、以及在阴极板与阴极氢气产气网之间设置有具有导电及气液传输功能的开式多孔刚性导电支撑板。
本实用新型的第二个目的提供一种使用安全性及稳定性高的电解槽。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：由若干个电解小室构成。
本实用新型的第三个目的提供一种使用安全性及稳定性高的水电解制氢系统。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种水电解制氢系统，包括电解槽，氧水分离罐，氢水分离罐，氧侧循环泵、氢侧循环泵；所述电解槽的阳极出口通过氧侧回水管路连接氧水分离罐的进口，氧水分离罐的气相出口连接有排氧管路，氧水分离罐的液相出口通过氧侧第一进水管路连接氧侧循环泵的入口，氧侧循环泵的出口连接电解槽的阳极进口；所述电解槽的阴极出口通过氢侧回水管路连接氢水分离罐的进口，氢水分离罐的气相出口连接有排氢管路，氢水分离罐的液相出口通过氢侧第一进水管路连接氢侧循环泵的入口，氢侧循环泵的出口连接电解槽的阴极进口。
进一步地， 前述的一种水电解制氢系统，其中：氧水分离罐连接有氧侧纯水补水管路，氢水分离罐连接有氢侧纯水补水管路。
进一步地， 前述的一种水电解制氢系统，其中：在氧水分离罐上设置有氧侧液位计及压力传感器。
进一步地， 前述的一种水电解制氢系统，其中：在氢水分离罐上设置有氢侧液位计。
通过上述技术方案的实施，本实用新型的有益效果是：（1）在电解小室中，采用了由离子交换树脂制成的隔膜，该隔膜只能离子穿过，气体与液体无法穿过，有效隔绝两侧气体与液体，进而有效防止氢氧通过隔膜发生互串，提高使用安全性；（2）在电解小室中，采用了开式多孔刚性导电支撑板代替了传统的L形导电支撑连接件，不仅增加了导电面积及接触面积，而且能有效地稳定支撑产气网及隔膜，使产气网始终紧密贴合隔膜，并防止隔膜及产气网发生变形，进一步提高了使用安全性；（3）隔绝了氢侧与氧侧的气液流通，氢侧与氧侧液体各自独立循环，避免两侧的氢氧气体互串，大大提高了系统的使用安全性。
附图说明
图1为本实用新型背景技术中所述的水电解制氢系统的结构原理示意图。
图2为本实用新型背景技术中所述的电解小室的结构原理示意图。
图3为本实用新型所述的一种电解小室的结构原理示意图。
图4为本实用新型所述的一种电解槽的结构原理示意图。
图5为本实用新型所述的一种水电解制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图3所示，所述的一种电解小室，包括设置于电解槽槽体内的阴极板1、阳极板2，在阴极板1与阳极板2之间设置有由离子交换树脂制成的隔膜3，在阳极板2与隔膜3之间设置有贴着隔膜3的阳极氧气产气网4，在阴极板1与隔膜3之间设置有贴着隔膜3的阴极氢气产气网5，在阳极板2与阳极氧气产气网4之间、以及在阴极板1与阴极氢气产气网5之间设置有具有导电及气液传输功能的开式多孔刚性导电支撑板6；
如图4所示，所述的一种电解槽，由若干个电解小室构成；
如图5所示，所述的一种水电解制氢系统，包括电解槽7，氧水分离罐8，氢水分离罐9，氧侧循环泵10、氢侧循环泵11；所述电解槽7的阳极出口通过氧侧回水管路12连接氧水分离罐8的进口，氧水分离罐8的气相出口连接有排氧管路13，氧水分离罐8的液相出口通过氧侧第一进水管路14连接氧侧循环泵10的入口，氧侧循环泵10的出口通过氧侧第二进水管路23连接电解槽7的阳极进口；所述电解槽7的阴极出口通过氢侧回水管路15连接氢水分离罐9的进口，氢水分离罐9的气相出口连接有排氢管路16，氢水分离罐9的液相出口通过氢侧第一进水管路17连接氢侧循环泵11的入口，氢侧循环泵11的出口通过氢侧第二进水管路24连接电解槽7的阴极进口；在本实施例中，氧水分离罐8连接有氧侧纯水补水管路18，氢水分离罐9连接有氢侧纯水补水管路19，在氧水分离罐8上设置有氧侧液位计20及压力传感器21，在氢水分离罐9上设置有氢侧液位计22；
水电解制氢系统工作时，氢侧与氧侧液体各自独立循环，氧侧的液体循环过程如下，启动氧侧循环泵10，氧侧循环泵10将氧水分离罐8中的纯水经氧侧第一进水管路14抽入氧侧第二进水管路23，再经氧侧第二进水管路23通入电解槽7的阳极进口，电解槽7阳极在水电解制过程中产生的氧气与水混合形成的氧水混合物经氧侧回水管路12回到氧水分离罐8中进行气液分离；氢侧的液体循环过程如下，启动氢侧循环泵11，氧侧循环泵11将氢水分离罐9中的纯水经氢侧第一进水管路17抽入氢侧第二进水管路24，再经氢侧第二进水管路24通入电解槽7的阴极进口，电解槽7阴极在水电解制过程中产生的氢气与水混合形成的氢水混合物经氢侧回水管路15回到氢水分离罐9中进行气液分离；从而实现氢侧与氧侧液体各自独立循环，避免两侧的氢氧气体互串，大大提高了系统的使用安全性。
本实用新型的优点是：（1）在电解小室中，采用了由离子交换树脂制成的隔膜，该隔膜只能离子穿过，气体与液体无法穿过，有效隔绝两侧气体与液体，进而有效防止氢氧通过隔膜发生互串，提高使用安全性；（2）在电解小室中，采用了开式多孔刚性导电支撑板代替了传统的L形导电支撑连接件，不仅增加了导电面积及接触面积，而且能有效地稳定支撑产气网及隔膜，使产气网始终紧密贴合隔膜，并防止隔膜及产气网发生变形，进一步提高了使用安全性；（3）隔绝了氢侧与氧侧的气液流通，氢侧与氧侧液体各自独立循环，避免两侧的氢氧气体互串，大大提高了系统的使用安全性。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种电解小室，包括设置于电解槽槽体内的阴极板、阳极板，其特征在于：在阴极板与阳极板之间设置有由离子交换树脂制成的隔膜，在阳极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阳极氧气产气网，在阴极板与隔膜之间设置有贴着隔膜的阴极氢气产气网，在阳极板与阳极氧气产气网之间、以及在阴极板与阴极氢气产气网之间设置有具有导电及气液传输功能的开式多孔刚性导电支撑板。
2.一种电解槽，其特征在于：由若干个如权利要求1所述的电解小室构成。
3.一种水电解制氢系统，其特征在于：包括如权利要求2所述的电解槽，还包括氧水分离罐，氢水分离罐，氧侧循环泵、氢侧循环泵；所述电解槽的阳极出口通过氧侧回水管路连接氧水分离罐的进口，氧水分离罐的气相出口连接有排氧管路，氧水分离罐的液相出口通过氧侧第一进水管路连接氧侧循环泵的入口，氧侧循环泵的出口连接电解槽的阳极进口；所述电解槽的阴极出口通过氢侧回水管路连接氢水分离罐的进口，氢水分离罐的气相出口连接有排氢管路，氢水分离罐的液相出口通过氢侧第一进水管路连接氢侧循环泵的入口，氢侧循环泵的出口连接电解槽的阴极进口。
4.根据权利要求3所述的一种水电解制氢系统，其特征在于：氧水分离罐连接有氧侧纯水补水管路，氢水分离罐连接有氢侧纯水补水管路。
5.根据权利要求3或4所述的一种水电解制氢系统，其特征在于：在氧水分离罐上设置有氧侧液位计及压力传感器。
6.根据权利要求3或4所述的一种水电解制氢系统，其特征在于：在氢水分离罐上设置有氢侧液位计。
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|---|---|---|---|---|
| CN115852413A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-03-28 | 张家港氢云新能源研究院有限公司 | 一种电解制氢用非均匀双极式乳突板 |
| CN117165978A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 华东理工大学 | 一种利用多孔结构调控气泡的电解槽、电解装置与方法 |
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