CN219174630U - 一种阴离子交换膜电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种阴离子交换膜电解槽，包括：隔膜、左电解槽、右电解槽；隔膜位于中间将左电解槽和右电解槽隔开；左电解槽和右电解槽分别与电源的阴极和阳极连接；右电解槽由双极板和集电器并排相互贴合构成；右电解槽包括双极板及位于其左右两侧的集电器，双极板与电源的阳极连接；双极板和集电器之间设置流场。本实用新型通过凹槽、双极板、集电器增加反应面积，提高水电解效率；通过凹槽结构和从下往上流动方式，抑制生成的气泡的汇集，减少气体栓塞的形成，保证反应水的流动不受阻；通过流动水，提高反应水分布的均匀性，增大有效反应面积，提高水电解速率；结构更加紧密，空间占有率更小，更加节省空间。

Description

一种阴离子交换膜电解槽

技术领域

本实用新型涉及新能源设备技术领域，具体涉及一种阴离子交换膜电解槽。

背景技术

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法，在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。

中国专利CN202210653546.1公开了一种电解水制氢设备，电解的过程在电解槽内进行，电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开；当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。但是，该技术还存在一些不足：

(1)电极与液体接触面积不够大，导致反应面积不够大；

(2)气泡在电极表面聚集，阻碍电解反应；

因此，需要开发一种新的设备，解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种阴离子交换膜电解槽。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

本实用新型提供一种阴离子交换膜电解槽，包括：隔膜、左电解槽、右电解槽；

所述隔膜位于中间将左电解槽和右电解槽隔开，所述隔膜为阴离子交换膜；

所述左电解槽和右电解槽分别与电源的阴极和阳极连接；

所述右电解槽包括双极板及位于其左右两侧的集电器，所述左电解槽的结构与右电解槽相同，所述双极板与电源的阳极连接，所述左电解槽的双极板与电源的阴极连接。

进一步的，所述双极板和集电器之间设置流场；

所述双极板的左右两侧均设置有若干矩形凹槽。

进一步的，所述双极板左右两侧的矩形凹槽对称设置。

进一步的，所述矩形凹槽深0.2mm-0.6mm、宽0.6mm-1.4mm。

进一步的，所述双极板的底部一左一右设置有两个进水口向上汇集后与流场连通。

进一步的，所述双极板的顶部一左一右设置有两个与流场连通的出水口；

所述进水口和出水口均设置有密封圈。

进一步的，所述阴离子交换膜两侧均设置有镍网作为催化剂。

进一步的，所述进水口还与一水泵连接，所述水泵用于将电解液从底部泵送到顶部。

进一步的，所述电源为直流电源。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

1.通过凹槽、双极板、集电器增加反应面积，提高水电解效率；

2.通过凹槽结构和从下往上流动方式，抑制生成的气泡的汇集；

3.通过流动水，提高反应水分布的均匀性，提高水电解速率；

4.结构更加紧密，空间占有率更小，更加节省空间。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、双极板；2、集电器；3、流场；4、矩形凹槽；5、进水口；6、出水口；7、密封圈；8、阴离子交换膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等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操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实用新型提供一种阴离子交换膜电解槽，包括：隔膜、左电解槽、右电解槽；所述隔膜位于中间将左电解槽和右电解槽隔开；所述左电解槽和右电解槽分别与电源的阴极和阳极连接；所述右电解槽由双极板1和集电器2并排相互贴合构成。所述右电解槽包括双极板1及位于其左右两侧的集电器2，所述左电解槽的结构与右电解槽相同，所述双极板1与电源的阳极连接，所述左电解槽的双极板1与电源的阴极连接。所述双极板1和集电器2之间设置流场3；所述双极板1的左右两侧均设置有若干矩形凹槽4。所述双极板1左右两侧的矩形凹槽4对称设置。所述矩形凹槽4深0.2mm-0.6mm、宽0.6mm-1.4mm。所述双极板1的底部一左一右设置有两个进水口5向上汇集后与流场3连通。所述双极板1的顶部一左一右设置有两个与流场3连通的出水口6；所述进水口5和出水口6均设置有密封圈7。

所述隔膜为阴离子交换膜8，所述阴离子交换膜8两侧均设置有镍网作为催化剂。所述进水口5还与一水泵连接，所述水泵用于将电解液从底部泵送到顶部。所述电源为直流电源。

本实用新型原理如下：

直流电源的阳极与右电解槽连接，阴极与左电解槽连接，电解槽左右两侧发生如下反应，分别产生氧气和氢气；

阴极：HER：4H₂O+4e^-→4OH^-+2H₂

阳极：OER：4OH^-→2H₂O+O₂+4e^-。

所述双极板和集电器之间设置流场；所述双极板的左右两侧均设置有若干矩形凹槽，水泵将电解液从下端的进水口泵入，电解液经过电解反应后从出水口泵出。

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实用新型构思下，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保护范围内。

Claims (9)

1.一种阴离子交换膜电解槽，其特征在于，包括：隔膜、左电解槽、右电解槽；

所述隔膜位于中间将左电解槽和右电解槽隔开，所述隔膜为阴离子交换膜(8)；

所述左电解槽和右电解槽分别与电源的阴极和阳极连接；

所述右电解槽包括双极板(1)及位于其左右两侧的集电器(2)，所述左电解槽的结构与右电解槽相同，所述右电解槽的双极板(1)与电源的阳极连接，所述左电解槽的双极板(1)与电源的阴极连接。

2.根据权利要求1所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述双极板(1)和集电器(2)之间设置流场(3)；

所述双极板(1)的左右两侧均设置有若干矩形凹槽(4)。

3.根据权利要求2所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述双极板(1)左右两侧的矩形凹槽(4)对称设置。

4.根据权利要求2所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述矩形凹槽(4)深0.2mm-0.6mm、宽0.6mm-1.4mm。

5.根据权利要求2所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述双极板(1)的底部一左一右设置有两个进水口(5)向上汇集后与流场(3)连通。

6.根据权利要求5所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述双极板(1)的顶部一左一右设置有两个与流场(3)连通的出水口(6)；

所述进水口(5)和出水口(6)均设置有密封圈(7)。

7.根据权利要求1所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述阴离子交换膜(8)两侧均设置有镍网作为催化剂。

8.根据权利要求5所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述进水口(5)还与一水泵连接，所述水泵用于将电解液从底部泵送到顶部。

9.根据权利要求1所述的阴离子交换膜电解槽，其特征在于，所述电源为直流电源。

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