一种碱性电解槽用乳突板的制作方法

本技术涉及电解制氢领域，具体涉及一种碱性电解槽用乳突板。

背景技术：

1、电解槽分若干个电解小室，每一个电解小室由隔膜、阴阳极镍网催化剂、两个极板组成。每一个电解小室组成一个独立的电解模块，阴极产氢气，阳极产氧气，隔膜隔开，氢氧不互窜。电解反应在镍网催化剂表面上进行，极板支撑镍网催化剂同时起导电作用。极板的结构包括乳突板，乳突板上冲压有乳突，乳突与镍网催化剂相碰触，一方面用于支撑镍网催化剂，另一方面使得电能能通过乳突传递至镍网催化剂上。现有的乳突板上的乳突的突起表面呈锥形，使得乳突与镍网催化剂的接触为点接触，接触面积较小，从而导致导电性能较低，电流密度最高只能在3000a/㎡，该数据还是在90-95℃的高温度运行状态下能短暂保持的数据，一般运行状态下只能保持在2600-2800a/㎡的电流密度，限制了电解槽的电解效率且直流电耗较高，直流电耗在4.5-4.78kwh/nm³h2；另外，锥形的乳突容易刺穿隔膜，造成氢氧互窜，存在安全风险。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是：将提供一种能使其上的乳突与镍网催化剂的接触面积增大的碱性电解槽用乳突板。

2、为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种碱性电解槽用乳突板，包括：板体，在板体上冲压有若干个乳突，乳突所在处的板体的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，其特征在于：乳突的顶部被冲压成圆形的平头，乳突的外轮廓呈圆台形。

3、进一步的，前述的一种碱性电解槽用乳突板，其中：乳突的高度为1.5～4.9mm，平头直径为4.5～9mm，乳突底部直径为10～14mm。

4、进一步的，前述的一种碱性电解槽用乳突板，其中：平头的边沿处倒有r为0.5mm的圆角，乳突在板体表面形成的凹陷开口边沿处倒有r为2mm的圆角。

5、进一步的，前述的一种碱性电解槽用乳突板，其中：板体中部区域的乳突的密度大于板体左侧区域的乳突的密度，板体中部区域的乳突的密度大于板体右侧区域的乳突的密度。

6、本实用新型的优点为：所述的碱性电解槽用乳突板上的乳突的顶部被冲压成圆形的平头，使得乳突与镍网催化剂的接触为面接触，接触面积增大，从而使导电性能能提高，改进后电流密度可在3500-4000a/㎡稳定运行，同时直流电耗降低至4.3-4.5kwh/nm³h2，这样使电解槽的电解效率能得到提高，平头的乳突不易刺穿隔膜，降低氢氧互窜的安全风险，采用平头的乳突后，隔膜至少能循环使用5次，可以极大的节省原材料的费用，另外，常规乳突板上的乳突均匀对称布置，根据仿真分析的结果，乳突板的中部区域流速较高，左右两侧区域流速较低，流速低的区域气泡容易堆积而降低电解效率，流动的不均匀会使电解槽内部温度不均，温度控制更困难；为了克服上述缺点，基于流体仿真模拟优化了平头乳凸的尺寸及其分布，板体中部区域的乳突的密度分别大于板体左右两侧区域的乳突的密度，使得乳突板表面流场分布均匀性能提高，本实用新型中对乳突的尺寸进行了改进，在考虑冲压加工的同时兼顾了倒圆角对流体的影响，从而提供了更佳的流场分布；与常规的锥形的乳突相比，平头的乳突的拉伸力降低，容易冲压成型，对材料要求降低，制造成本更低。

技术特征：

1.一种碱性电解槽用乳突板，包括：板体，在板体上冲压有若干个乳突，乳突所在处的板体的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，其特征在于：乳突的顶部被冲压成圆形的平头，乳突的外轮廓呈圆台形。

2.根据权利要求1所述的一种碱性电解槽用乳突板，其特征在于：乳突的高度为1.5～4.9mm，平头直径为4.5～9mm，乳突底部直径为10～14mm。

3.根据权利要求2所述的一种碱性电解槽用乳突板，其特征在于：平头的边沿处倒有r为0.5mm的圆角，乳突在板体表面形成的凹陷开口边沿处倒有r为2mm的圆角。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种碱性电解槽用乳突板，其特征在于：板体中部区域的乳突的密度大于板体左侧区域的乳突的密度，板体中部区域的乳突的密度大于板体右侧区域的乳突的密度。

技术总结
本技术公开了碱性电解槽用乳突板，包括：板体，板体上冲压有若干个乳突，乳突所在处的板体的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，乳突顶部被冲压成圆形的平头，乳突外轮廓呈圆台形。所述的碱性电解槽用乳突板上的乳突的顶部被冲压成圆形的平头，使得乳突与镍网催化剂的接触为面接触，接触面积增大，从而使导电性能能提高，这样使电解槽的电解效率能得到提高，平头的乳突不易刺穿隔膜，另外，优化了平头乳凸的尺寸及其分布，板体中部区域的乳突的密度分别大于板体左右两侧区域的乳突的密度，使得乳突板表面流场分布均匀性能提高，本技术中对乳突的尺寸进行了改进，在考虑冲压加工同时兼顾了倒圆角对流体的影响，从而提供了更佳的流场分布。

技术研发人员：府根明,崔欣荣,袁瑞,邹宏伟
受保护的技术使用者：江苏国富氢能技术装备股份有限公司
技术研发日：20221226
技术公布日：2024/1/12