CN219409921U - 一种电解液单腔循环水电解槽 - Google Patents
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Abstract
一种电解液单腔循环水电解槽属于电解水制氢装置技术领域。本实用新型包括阳极端板和阴极端板，其特征在于，所述阳极端板与所述阴极端板通过锁紧组件将多个相同的电解单元夹在所述阳极端板与所述阴极端板之间，相邻的两个所述电解单元之间设置有氢氧腔隔板和隔离密封垫片，每个所述电解单元均包括阳极框架、阴极框架、阳极支撑网、阴极支撑网、阳极电极板、阴极电极板、高阻气材料隔膜，所述阳极框架与所述阴极框架均中部镂空，所述阳极支撑网与所述阳极电极板均配合设置在所述阳极框架的中部镂空处内。本实用新型能够避免阴极侧电解液中进入杂质降低氢气纯度，防止阴极涂层脱落降低活性，简化了电解液循环结构。
Description
技术领域
本实用新型属于电解水制氢装置技术领域，具体地涉及一种电解液单腔循环水电解槽。
背景技术
目前国内传统电解水制氢电解槽采用压滤式结构，在阳极侧腔和阴极侧腔都有电解液循环的电解槽称之为双腔循环电解槽。双腔循环电解槽虽然在促进电解效率方面有不俗表现，但还是存在压力平衡难以掌控、电解液循环结构相对复杂、电极涂层易于脱落、阴极侧电解液中杂质会进入氢气造成纯度不高等缺点。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种电解液单腔循环水电解槽；本实用新型能够避免阴极侧电解液中进入杂质降低氢气纯度，防止阴极涂层脱落降低活性，并且阻止氧气渗透进而降低氢气纯度，简化了电解液循环结构。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
本实用新型提供一种电解液单腔循环水电解槽，包括阳极端板和阴极端板，其特征在于，所述阳极端板与所述阴极端板通过锁紧组件将多个相同的电解单元夹在所述阳极端板与所述阴极端板之间，相邻的两个所述电解单元之间设置有氢氧腔隔板和隔离密封垫片，每个所述电解单元均包括阳极框架、阴极框架、阳极支撑网、阴极支撑网、阳极电极板、阴极电极板、高阻气材料隔膜，所述阳极框架与所述阴极框架均中部镂空，所述阳极支撑网与所述阳极电极板均配合设置在所述阳极框架的中部镂空处内，所述阴极支撑网与所述阴极电极板均配合与所述设置在所述阴极框架的中部镂空处，所述高阻气材料隔膜夹在所述阳极电极板与所述阴极电极板之间，所述阳极框架与所述阴极框架之间还配合设置有阴阳极密封垫片，所述电解单元的一侧边缘厚度方向开设有一条氧侧电解液通道，所述阳极框架上开设有连通所述阳极框架中部镂空处与所述氧侧电解液通道的第一分支通道，所述电解单元的另一侧边缘厚度方向分别开设有氧气电解液通道和氢气通道，所述阳极框架上开设有连通所述阳极框架中部镂空处与所述氧气电解液通道的第二分支通道，所述阴极框架上开设有连通所述阴极框架中部镂空出与所述氢气通道的第三分支通道，所述阴极端板上对应所述氧侧电解液通道设置有进液通道，所述阴极端板上对应所述氧气电解液通道设置有出氧液通道，所述阴极端板上对应所述氢气通道设置有出氢通道。
进一步地，所述锁紧组件为螺栓拉杆组件。
进一步地，所述氢氧腔隔板设置在相邻的两个所述电解单元的中部，所述隔离密封垫片设置在所述氢氧腔隔板的外围，所述氢氧腔隔板的两侧与所述隔离密封垫片的两侧均与相邻的两个所述电极单元紧贴。
本实用新型的有益效果。
本实用新型采用阳极侧电解液单腔循环的结构，维持阴极侧氢气压力高于阳极侧氧气压力的技术手段，来实现阴极侧无电解液渗入的单腔循环结构特性，高阻气材料隔膜能够实现阴极侧压力恒定地高于阳极侧压力，保证了电解液中杂质不会被带到外部，保证了氢气的纯化前初始纯度，阴极涂层不会被电解液冲刷脱落进而保持了活性，结构简单易于控制。
附图说明
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，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方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图中标记：1为阳极端板、2为阴极端板、3为锁紧组件、4为电解单元、5为氢氧腔隔板、6为隔离密封垫片、7为阳极框架、8为阴极框架、9为阳极支撑网、10为阴极支撑网、11为阳极电极板、12为阴极电极板、13为高阻气材料隔膜、14为阴阳极密封垫片、15为氧侧电解液通道、16为第一分支通道、17为氧气电解液通道、18为氢气通道、19为第二分支通道、20为第三分支通道、21为进液通道、22为出氧液通道、23为出氢通道。
具体实施方式
结合附图1所示，本实施方式提供了一种电解液单腔循环水电解槽，包括阳极端板1和阴极端板2，阳极端板1与阴极端板2通过锁紧组件3将多个相同的电解单元4夹在阳极端板1与阴极端板2之间，锁紧组件3为螺栓拉杆组件，调节方便。
相邻的两个电解单元4之间设置有氢氧腔隔板5和隔离密封垫片6，氢氧腔隔板5设置在相邻的两个电解单元4的中部，隔离密封垫片6设置在氢氧腔隔板5的外围，氢氧腔隔板5的两侧与隔离密封垫片6的两侧均与相邻的两个电极单元紧贴，保证相邻的两个电解单元4之间的密封度，避免气体在传送的过程中泄漏。
每个电解单元4均包括阳极框架7、阴极框架8、阳极支撑网9、阴极支撑网10、阳极电极板11、阴极电极板12、高阻气材料隔膜13，阳极框架7与阴极框架8均中部镂空，阳极支撑网9与阳极电极板11均配合设置在阳极框架7的中部镂空处内，阴极支撑网10与阴极电极板12均配合与设置在阴极框架8的中部镂空处，高阻气材料隔膜13夹在阳极电极板11与阴极电极板12之间，阳极框架7与阴极框架8之间还配合设置有阴阳极密封垫片14。
高阻气材料隔膜13、阴阳极密封垫片14、阳极电极板11和阳极框架7的中部镂空处共同形成了阳极侧腔，电解液反应生成氧气在阳极侧腔中；高阻气材料隔膜13、阴阳极密封垫片14、阴极电极板12和阴极框架8的中部镂空处共同形成了阴极侧腔，制成的氢气在阴极侧腔中。对于阳极侧腔与阴极侧腔形成的形式是目前本行业技术人员的公知形式，此处便不做赘述。
控制阴极侧腔的氢气压力高于阳极侧腔的氧气压力，压力差ΔP保持在0.5kg/cm2～1kg/cm2之间，保证电解液不会透过高阻气材料隔膜13进入到阴极侧腔中。浸满电解液的高阻气材料隔膜13同时能够阻止氢气和氧气互相进入对方腔体的作用。
电解单元4的一侧边缘厚度方向开设有一条氧侧电解液通道15，阳极框架7上开设有连通阳极框架7中部镂空处与氧侧电解液通道15的第一分支通道16，阴极端板2上对应氧侧电解液通道15设置有进液通道21，电解液（KOH@H2O）通过进液通道21进入到电解槽内，并通过氧侧电解液通道15和第一分支通道16进入到每个电解单元4的阳极侧腔中进行电解。
电解单元4的另一侧边缘厚度方向分别开设有氧气电解液通道17和氢气通道18，阳极框架7上开设有连通阳极框架7中部镂空处与氧气电解液通道17的第二分支通道19，阴极框架8上开设有连通阴极框架8中部镂空出与氢气通道18的第三分支通道20，阴极端板2上对应氧气电解液通道17设置有出氧液通道22，阴极端板2上对应氢气通道18设置有出氢通道23。阳极侧腔电解产生的氧气随着电解液（KOH@H2O）一同进入第二分支通道19和氧气电解液通道17，随后通过出氧液通道22流向电解槽外的氧气体处理系统；阴极侧腔电解产生的氢气进入第三分支通道20和氢气通道18，随后通过出氢通道23流向电解槽外的气体处理氢系统。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施方式所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电解液单腔循环水电解槽，包括阳极端板（1）和阴极端板（2），其特征在于，所述阳极端板（1）与所述阴极端板（2）通过锁紧组件（3）将多个相同的电解单元（4）夹在所述阳极端板（1）与所述阴极端板（2）之间，相邻的两个所述电解单元（4）之间设置有氢氧腔隔板（5）和隔离密封垫片（6），每个所述电解单元（4）均包括阳极框架（7）、阴极框架（8）、阳极支撑网（9）、阴极支撑网（10）、阳极电极板（11）、阴极电极板（12）、高阻气材料隔膜（13），所述阳极框架（7）与所述阴极框架（8）均中部镂空，所述阳极支撑网（9）与所述阳极电极板（11）均配合设置在所述阳极框架（7）的中部镂空处内，所述阴极支撑网（10）与所述阴极电极板（12）均配合与所述设置在所述阴极框架（8）的中部镂空处，所述高阻气材料隔膜（13）夹在所述阳极电极板（11）与所述阴极电极板（12）之间，所述阳极框架（7）与所述阴极框架（8）之间还配合设置有阴阳极密封垫片（14），所述电解单元（4）的一侧边缘厚度方向开设有一条氧侧电解液通道（15），所述阳极框架（7）上开设有连通所述阳极框架（7）中部镂空处与所述氧侧电解液通道（15）的第一分支通道（16），所述电解单元（4）的另一侧边缘厚度方向分别开设有氧气电解液通道（17）和氢气通道（18），所述阳极框架（7）上开设有连通所述阳极框架（7）中部镂空处与所述氧气电解液通道（17）的第二分支通道（19），所述阴极框架（8）上开设有连通所述阴极框架（8）中部镂空出与所述氢气通道（18）的第三分支通道（20），所述阴极端板（2）上对应所述氧侧电解液通道（15）设置有进液通道（21），所述阴极端板（2）上对应所述氧气电解液通道（17）设置有出氧液通道（22），所述阴极端板（2）上对应所述氢气通道（18）设置有出氢通道（23）。
2.根据权利要求1所述的一种电解液单腔循环水电解槽，其特征在于，所述锁紧组件（3）为螺栓拉杆组件。
3.根据权利要求1所述的一种电解液单腔循环水电解槽，其特征在于，所述氢氧腔隔板（5）设置在相邻的两个所述电解单元（4）的中部，所述隔离密封垫片（6）设置在所述氢氧腔隔板（5）的外围，所述氢氧腔隔板（5）的两侧与所述隔离密封垫片（6）的两侧均与相邻的两个电极单元紧贴。
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| CN202122488210.8U CN219409921U (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种电解液单腔循环水电解槽 |
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| CN202122488210.8U CN219409921U (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种电解液单腔循环水电解槽 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117587433A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-23 | 苏州希倍优氢能源科技有限公司 | 一种低能耗碱性水电解制氢装置及安装方法 |
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2021
- 2021-10-15 CN CN202122488210.8U patent/CN219409921U/zh active Active
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