双极板及水电解装置的制作方法

本申请属于质子交换膜电解槽双极板，具体涉及一种双极板及水电解装置。

背景技术：

1、氢能以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视作最理想的能源载体。电解水制氢是目前获得纯氢最简单的方法，如果将其与可再生资源发电技术相结合，电解水可以作为大规模制氢技术，对环境的污染小、温室气体排放少、经济性较好，具有良好的应用前景。质子交换膜(proton exchange membrane，pem)水电解技术受到越来越多的关注。pem水电解装置由于其高能效、高产气纯度以及小型、轻量而具有广阔的应用前景，pem水电解装置的关键技术是电解槽，它的性能参数直接影响水电解制氢的效果。电解槽主要由阴极板、阳极板、膜电极、阴极集电器和阳极集电器等构成，其中阴阳极板(均称之为双极板)为pem电解槽提供电、热、气、流传输媒介，并保障pem电解槽运行寿命，是pem电解槽核心部件。

2、由于pem电解槽电压较燃料电池高，其需要极高的抗氧化性能和导电性能，现有的双极板一般通过设置贵金属涂层的方式提升双极板的导电性能，但是，贵金属价格昂贵，且对于双极板的导电性性能提升有限，因此，现在急需一种高导电性的双极板。

技术实现思路

1、为了克服现有的双极板存在的不足，本申请提供了一种双极板及水电解装置，该双极板无需设置额外的涂层结构，能够大大提升双极板的导电性能。

2、第一方面，本申请提供了一种双极板，包括：

3、基板；

4、以及覆设在所述基板表面的涂层，所述基板朝向所述涂层的一侧具有突触结构，所述突触结构凸起设置于所述基板的表面，所述突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，所述突触结构的材质为导电材料。

5、第二方面，本申请提供一种水电解装置，所述水电解装置包括第一方面所述的双极板。

6、与现有技术相比，本申请具备如下有益效果：

7、本申请的基板朝向涂层的一侧具有突触结构，且突触结构具有一定的导电性，突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，上述特定形貌的导电突触结构能够增加基板的表面积，且突触结构能够插入与双极板接触的金属毡内部进行嵌入，起到一定的钉轧效果，增加基板与金属毡的接触面积，形成多个导电触点，降低欧姆阻抗，提高基板的电导率，能够满足双极板的高导电性要求。

技术特征：

1.一种双极板，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电材料为金属或炭质材料。

3.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述基板的材质为金属或炭质材料。

4.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述突触结构在所述基板上的正投影的面积为25πμm2～100πμm2。

5.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述基板朝向所述涂层的一侧为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度为5μm～20μm。

6.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述基板与所述涂层之间的结合强度为10n/mm2～20n/mm2。

7.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述突触结构与所述基板为一体化结构。

8.一种水电解装置，其特征在于，所述水电解装置包括权利要求1～7任一项所述的双极板。

技术总结
本申请涉及一种双极板及水电解装置，所述双极板包括：基板；以及覆设在所述基板表面的涂层，所述基板朝向所述涂层的一侧具有突触结构，所述突触结构凸起设置于所述基板的表面，所述突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，所述突触结构的材质为导电材料。本申请上述形貌的导电突触结构能够增加基板的表面积，且突触结构能够插入与双极板接触的金属毡内部进行嵌入，起到一定的钉轧效果，增加基板与金属毡的接触面积，形成多个导电触点，降低欧姆阻抗，提高基板的电导率，能够满足双极板的高导电性要求。

技术研发人员：张琪,姜天豪,胡鹏,毕飞飞,蓝树槐
受保护的技术使用者：上海治臻新能源股份有限公司
技术研发日：20221125
技术公布日：2024/1/12