一种低压水电解制氢的电解槽和电解模组的制作方法

本发明涉及电解槽，尤其涉及一种低压水电解制氢的电解槽和电解模组。

背景技术：

1、水电解制氢电解槽中，阴、阳极网采用编织网，通过筋条或凹凸状结构支撑，筋条或凹凸状之间的编织网会有凹陷，导致网不平整。另外，阴、阳极网与隔膜具有一定的间隙，由于编织网的凹陷，导致网与隔膜之间的间隙大小不均匀。水电解膜一般采用pps隔膜，具有柔性特征，在工作时，阴阳极两侧会存在不稳定的压力差，该压力差由于单位时间内阴极和阳极腔体内产生的气体体积不同，隔膜会随压力差摆动。

2、因此，仍需要一种低压水电解制氢的电解槽和电解模组，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供了解决上述问题的一种低压水电解制氢的电解槽和电解模组。

2、本发明的目的采用以下技术方案实现：

3、一种低压水电解制氢的电解槽，包括：

4、阴极框和阳极框，所述阴极框和所述阳极框之间通过隔膜间隔，用于电解碱液使所述阴极框内的阴极腔产生氢气，所述阳极框内的阳极腔内产生氧气；

5、隔膜电极组件，所述隔膜电极组件包括阴极网、隔膜和阳极网；

6、还设有支撑导电组件，所述支撑导电组件部分贴合在所述隔膜电极组件的侧壁，所述阴极框和阴极框内设有朝向所述支撑导电组件延伸的固定部，至少一侧的所述固定部的顶端通过支撑导电组件抵接所述隔膜电极组件。

7、在一个实施例中，所述隔膜电极组件包括阴极网、隔膜和阳极网；

8、所述支撑导电组件包括：缓冲网和支撑网，所述缓冲网和所述支撑网层叠设置，所述支撑导电组件的顶部通过支撑网抵接所述缓冲网，并通过所述缓冲网弹性抵接在阴极网，和/或，阳极网的一侧，使所述隔膜弹性抵紧在所述阴极网和阳极网之间。

9、在一个实施例中，所述阴极网，和/或，阳极网的边缘外翻包覆相邻的缓冲网和支撑网的边缘。

10、在一个实施例中，在阳极腔内，所述阳极网焊接在支撑管的底部，所述支撑管的顶部焊接所述隔板，所述隔板上远离支撑管的端部焊接所述极框，所述极框上相对所述极框和隔板焊接处的另一侧连接有垫片，并通过垫片弹性抵接至少部分所述隔膜的顶部。

11、在一个实施例中，在阴极腔内，所述阴极网的边缘外翻包覆相邻的缓冲网和支撑网的边缘，所述支撑管的底部焊接所述隔板，并通过所述隔板焊接所述极框，所述极框上靠近边缘处粘合有垫片，并通过垫片弹性抵接至少部分所述隔膜的底部。

12、在一个实施例中，组合后，所述垫片的厚度为h，在松弛状态下，所述阳极网的高度低于位于靠近阳极腔一侧的垫片厚度的h1，所述阴极网的高度高于所述位于靠近阴极腔一侧的垫片厚度的h2，所述h1为0.5-0.6mm，h2为2.5-2.9mm。

13、在一个实施例中，所述缓冲网的压缩量不超过所述缓冲网在松弛状态下高度的58％。

14、在一个实施例中，包括多个如上述任意一项所述的电解槽、电解池和供电装置，所述电解池中承装有碱液，所述电解槽的阴极网、隔膜和阳极网置于所述碱液中，所述供电装置电性连接所述阴极网和阳极网，用于提供电能。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

16、在隔膜电极组件上的一侧或两侧弹性贴合支撑导电组件，并在阴极框和阳极框上分别设置朝向支撑导电组件的方向延伸的固定部，在固定部和支撑导电组件弹性抵接下，使隔膜的两侧位置固定，避免在电解制氢的过程中，隔膜两侧由于较小的电压差在电解槽内晃动而损坏。同时阴极网和阳极网在相邻的两个极框弹性挤压的作用下，紧密贴合在隔膜两侧，保持零间隙的膜极距，从而使阴极网和阳极网之间的电阻较小，电能损耗降低，降低电解池产生的热量。

技术特征：

1.一种低压水电解制氢的电解槽，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述支撑导电组件包括：缓冲网和支撑网，所述缓冲网和所述支撑网层叠设置，所述支撑导电组件的顶部通过支撑网抵接所述缓冲网，并通过所述缓冲网弹性抵接在阴极网，和/或，阳极网的一侧，使所述隔膜弹性抵紧在所述阴极网和阳极网之间。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述阴极网，和/或，阳极网的边缘外翻包覆相邻的缓冲网和支撑网的边缘。

4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，在阳极腔内，所述阳极网焊接在支撑管的底部，所述支撑管的顶部焊接有隔板，所述隔板上远离支撑管的端部焊接所述极框，所述极框上相对所述极框和隔板焊接处的另一侧连接有垫片，并通过垫片弹性密封抵接至少部分所述隔膜的顶部。

5.根据权利要求4所述的电解槽，其特征在于，在阴极腔内，所述阴极网的边缘外翻包覆相邻的缓冲网和支撑网的边缘，所述支撑管的底部焊接所述隔板，并通过所述隔板焊接所述极框，所述极框上靠近边缘处粘合有垫片，并通过垫片弹性密封抵接至少部分所述隔膜的底部，以固定隔膜另一侧的极框。

6.根据权利要求5所述的电解槽，其特征在于，组合后，所述垫片的厚度为h，在松弛状态下，所述阳极网的高度低于位于靠近阳极腔一侧的垫片厚度的h1，所述阴极网的高度高于所述位于靠近阴极腔一侧的垫片厚度的h2，所述h1为0.5-0.6mm，h2为2.5-2.9mm。

7.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述缓冲网的压缩量不超过所述缓冲网在松弛状态下高度的58％。

8.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述固定部的截面为梯形。

9.一种电解模组，其特征在于，包括多个如权利要求1-8任意一项所述的电解槽、电解池和供电装置，所述电解池中承装有碱液，所述电解槽的阴极网、隔膜和阳极网置于所述碱液中，所述供电装置电性连接所述阴极网和阳极网，用于为所述电解槽提供电能。

技术总结
本发明公开了一种低压水电解制氢的电解槽和电解模组，包括：阴极框和阳极框，所述阴极框和所述阳极框之间通过隔膜间隔，用于电解碱液使所述阴极框内的阴极腔产生氢气，所述阳极框内的阳极腔内产生氧气。隔膜电极组件，所述隔膜电极组件包括阴极网、隔膜和阳极网。还设有支撑导电组件，所述支撑导电组件部分贴合在所述隔膜电极组件的侧壁，所述阴极框和阴极框内设有朝向所述支撑导电组件延伸的固定部，至少一侧的所述固定部的顶端通过支撑导电组件弹性抵接所述隔膜电极组件。避免在电解制氢的过程中，隔膜两侧由于存在不稳定的压力差在电解槽内晃动而损坏。

技术研发人员：甄洪锋,杨汶泊,李甲铎
受保护的技术使用者：苏州希倍优氢能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19