CN220520644U - 一种高差压电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高差压电解槽，包括一个或者多个竖向依次叠放排布的电解小室，电解小室依次包括阴极板、阴阳极一体电极框、质子交换膜和阳极板；阴阳极一体电极框包括阳极侧和阴极侧，阳极侧与阳极板固定连接，阴极侧与阴极板固定连接；位于两端的阳极板和阴极板的外侧分别设有阴极端板和阳极端板，阴阳极一体电极框代替了现有技术中的阴极电极框、阳极电极框和两者之间的密封件，一方面，有效降低了密封材料的使用量，降低了密封风险，提高了电解槽安全运行的可靠性；另一方面，减少了装配步骤，提高了装配效率。

Description

一种高差压电解槽

技术领域

本实用新型属于技术领域，具体是一种高差压电解槽。

背景技术

PEM水电解槽是PEM水电解技术的核心设备，目前PEM水电解槽不能产生高差压氢气的主要是受密封形式制约，现有的PEM水电解槽通常采用聚四氟乙烯或三元乙丙橡胶制成平板密封垫，通过螺栓预紧力将结构压紧实现密封。受到橡胶密封件允许压缩量的限制，这种水电解槽结构能够制取的氢气最大压力一般不超过3.5MPa。

在现有技术中，阴阳极电极框中间区域大小一样，只适用于常压电解，在制取高差压氢气时，质子交换膜受力不均匀、导致出现剪切或者机械损伤。

因此，本实用新型提供了一种高差压电解槽，以解决上述背景技术中提出的问题。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高差压电解槽，包括一个或者多个竖向依次叠放排布的电解小室，所述电解小室依次包括阴极板、阴阳极一体电极框、质子交换膜和阳极板；所述阴阳极一体电极框包括阳极侧和阴极侧，阳极侧与阳极板固定连接，阴极侧与阴极板固定连接；阳极板和阴极板的外侧分别设有阴极端板和阳极端板。

进一步的方案：所述阴阳极一体电极框中部开通、在阳极侧和阴极侧形成电极腔，且阳极侧的电极腔大于阴极侧电极腔。

进一步的方案：所述阳极侧的电极腔内嵌设有阳极气体扩散层。

进一步的方案：所述阴极侧的电极腔内嵌设有阴极气体扩散层。

进一步的方案：所述质子交换膜设于阳极气体扩散层和阴极扩散层之间。

进一步的方案：所述阴阳极一体电极框与阳极板以及阴极板之间均设有密封条。

进一步的方案：所述阳极端板与阳极板之间设有绝缘垫，所述阴极端板与阴极板之间设有绝缘垫。

进一步的方案：所述阴极端板和阳极端板周围一圈设有一一对应的螺纹孔，通过螺栓预紧力将电解小室紧固在阴极端板和阳极端板之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用阴阳极一体电极框代替了现有技术中的阴极电极框、阳极电极框和两者之间的密封件，一方面，有效降低了密封材料的使用量，降低了密封风险，提高了电解槽安全运行的可靠性；另一方面，减少了装配步骤，提高了装配效率。

2、阳极侧的电极腔大于阴极侧电极腔，在制取高差压氢气时，阳极侧电极腔内的气体扩散层可以为质子交换膜提供支撑，使电解槽具有压差工作的能力，避免质子交换膜受力不均匀、导致出现剪切或者机械损伤等问题发生。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为一种高差压电解槽的爆炸视图。

图中：1、阴阳极一体电极框；2、阴极端板；3、阴极板；4、密封条；5、阳极板；6、绝缘垫；7、阳极端板。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种高差压电解槽，包括一个或者多个竖向依次叠放排布的电解小室，电解小室依次包括阴极板3、阴阳极一体电极框1、质子交换膜和阳极板5；阴阳极一体电极框1包括阳极侧和阴极侧，阳极侧与阳极板5固定连接，阴极侧与阴极板3固定连接；阳极板5和阴极板3的外侧分别设有阴极端板2和阳极端板7，阴极端板2和阳极端板7周围一圈设有一一对应的螺纹孔，通过螺栓预紧力将电解小室紧固在阴极端板2和阳极端板7之间。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一种高差压电解槽，采用阴阳极一体电极框1代替了现有技术中的阴极电极框、阳极电极框和两者之间的密封件，一方面，有效降低了密封材料的使用量，降低了密封风险，提高了电解槽安全运行的可靠性；另一方面，减少了装配步骤，提高了装配效率。

进一步地，阳极侧和阴极侧的两端分别设有阴极端板2和阳极端板7。

本实施例中，阴阳极一体电极框1中部开通、在阳极侧和阴极侧形成电极腔，阳极侧的电极腔大于阴极侧电极腔，阳极侧的电极腔内嵌设有阳极气体扩散层，阴极侧的电极腔内嵌设有阴极气体扩散层，质子交换膜设于阳极气体扩散层和阴极扩散层之间。

在制取高差压氢气时，阳极侧电极腔内的气体扩散层可以为质子交换膜提供支撑，使电解槽具有压差工作的能力，避免质子交换膜受力不均匀、导致出现剪切或者机械损伤等问题发生。

阴阳极一体电极框1与阳极板5以及阴极板3之间均设有密封条4，提高电解槽的密封性能。

本实施例中，阳极端板7与阳极板5之间设有绝缘垫6，阴极端板2与阴极板3之间设有绝缘垫6。

本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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连接，可以是两个元件内部的连通。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。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高差压电解槽，包括一个或者多个竖向依次叠放排布的电解小室，其特征在于：

所述电解小室依次包括阴极板(3)、阴阳极一体电极框(1)、质子交换膜和阳极板(5)；所述阴阳极一体电极框(1)包括阳极侧和阴极侧，阳极侧与阳极板(5)固定连接，阴极侧与阴极板(3)固定连接；

阳极板(5)和阴极板(3)的外侧分别设有阴极端板(2)和阳极端板(7)。

2.根据权利要求1所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阴阳极一体电极框(1)中部开通、在阳极侧和阴极侧形成电极腔，且阳极侧的电极腔大于阴极侧电极腔。

3.根据权利要求2所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阳极侧的电极腔内嵌设有阳极气体扩散层。

4.根据权利要求2所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阴极侧的电极腔内嵌设有阴极气体扩散层。

5.根据权利要求3-4任一所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述质子交换膜设于阳极气体扩散层和阴极扩散层之间。

6.根据权利要求1所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阴阳极一体电极框(1)与阳极板(5)以及阴极板(3)之间均设有密封条(4)。

7.根据权利要求1所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阳极端板(7)与阳极板(5)之间设有绝缘垫(6)，所述阴极端板(2)与阴极板(3)之间设有绝缘垫(6)。

8.根据权利要求1所述的一种高差压电解槽，其特征在于，所述阴极端板(2)和阳极端板(7)周围一圈设有一一对应的螺纹孔，通过螺栓预紧力将电解小室紧固在阴极端板(2)和阳极端板(7)之间。