一种制氢电解槽结构的制作方法

本发明属于电解水制氢，特别涉及一种制氢电解槽结构。

背景技术：

1、随着碳达峰、碳中和的提出，水电解制氢行业出现前所未有的大发展。水电解制氢设备的核心部件为电解槽，它是由不同数量的电解小室串联而成。一个完整的槽体是由端压板和多个电解小室(含有正极板和负极板)通过拉杆连接起来的。每个电解小室的极板上带有凸点，可以起到支撑电极、导电和提供流场的作用。电解槽在工作中时，电解液(koh溶液)通过碱液通道注入每个电解小室内进行电解，同时电解产生的氢气和氧气将带部分气化的液体分别从每个电解小室进入氢、氧气气道送出电解槽外，如此循环往复。

2、常规的电解槽在结构上将碱液进口，气液出口设计在槽体的一端，一般在负极端。此种结构存在以下缺点：碱液从槽体一端进入将导致液体流道过长，使得碱液分配均匀度较差，需要流速较高，对槽体的冲刷腐蚀较为严重，降低槽体的使用寿命；碱液进口和气液出口设置在槽体负极，则负极对地为零电位，将导致正极与正极侧的端压板之间承受整个电解槽的电压，安全性较低。

3、因此，如何提供一种制氢电解槽结构，降低端压板与极板之间绝缘板的耐压，减小绝缘出问题后发生对地打火的可能性，提高电解槽的安全性，降低碱液流速对槽体的冲刷腐蚀，延长电解槽槽体的使用寿命，已经成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种制氢电解槽结构，能够降低端压板与极板之间绝缘板的耐压，减小绝缘出问题后发生对地打火的可能性，提高电解槽的安全性，降低碱液流速对槽体的冲刷腐蚀，延长电解槽槽体的使用寿命。

2、本发明实施例中，提供一种制氢电解槽结构，包括：一组串联连接的电解小室和一组用于将串联连接的所述电解小室固定的端压板、蝶形弹簧、螺母、拉紧螺杆和绝缘垫片。

3、所述电解小室，包括：正极板、负极板、极框、阳极电极、阴极电极、隔膜和密封垫片；一组所述极框分别设置于所述正极板和负极板的外侧，所述极框的表面加工有设定数量的流道和密封线；所述阳极电极和阴极电极为用于通直流电电解水的部件；所述隔膜设置于所述电解小室的内部，用于将所述电解小室中将产生的氢气和氧气隔开；

4、所述端压板、蝶形弹簧、螺母和拉紧螺杆将串联连接的所述电解小室固定连接，分别在所述端压板与所述正极板、所述端压板与所述负极板设置所述绝缘垫片；

5、所述电解槽的中间极板位置外接有氢、氧气出口和电解液的进口，所述电解槽内部的流道设置有左、右两条通道结构，并在所述电解槽的中间极板汇合；电解液从所述中间极板流入分别向左、向右流向正极板、负极板，氢气液和氧气液分别从两端流向中间并流出所述电解槽。

6、进一步地，所述正极板和负极板上分别设置有一组凸点结构，用于支撑电极、导电和提供流场。

7、进一步地，所述正极板和负极板分别与所述极框为一体结构。

8、进一步地，所述电解槽的中间极板接地，所述端压板与所述正极板之间的绝缘垫片和所述端压板与所述负极板之间的绝缘垫片的电压为所述电解槽体整个电压值的一半。

9、进一步地，所述端压板为将一组串联连接的所述电解小室通过蝶形弹簧、螺母和拉紧螺杆连接在一起的部件，相当于电气设备中的外壳，其对地为零电位。

10、进一步地，所述电解小室的数量根据设计需求增减。

11、本发明所带来的有益效果如下：

12、从上述方案可以看出，本发明实施例提供一种制氢电解槽结构，包括：一组串联连接的电解小室和一组用于将串联连接的所述电解小室固定的端压板、蝶形弹簧、螺母、拉紧螺杆和绝缘垫片。电解小室，包括：正极板、负极板、极框、阳极电极、阴极电极、隔膜和密封垫片；一组所述极框分别设置于所述正极板和负极板的外侧，所述极框的表面加工有设定数量的流道和密封线；所述阳极电极和阴极电极为用于通直流电电解水的部件；所述隔膜设置于所述电解小室的内部，用于将所述电解小室中将产生的氢气和氧气隔开。端压板、蝶形弹簧、螺母和拉紧螺杆将串联连接的所述电解小室固定连接，分别在所述端压板与所述正极板、所述端压板与所述负极板设置所述绝缘垫片。本发明技术方案，能够降低端压板与极板之间绝缘板的耐压，减小绝缘出问题后发生对地打火的可能性，提高电解槽的安全性，延长电解槽槽体的使用寿命。

技术特征：

1.一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述电解槽，包括：一组串联连接的电解小室和一组用于将串联连接的所述电解小室固定的端压板、蝶形弹簧、螺母、拉紧螺杆和绝缘垫片；

2.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述正极板和负极板上分别设置有一组凸点结构，用于支撑电极、导电和提供流场。

3.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述正极板和负极板分别与所述极框为一体结构。

4.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述电解槽的中间极板接地，所述端压板与所述正极板之间的绝缘垫片和所述端压板与所述负极板之间的绝缘垫片的电压为所述电解槽体整个电压值的一半。

5.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述端压板为将一组串联连接的所述电解小室通过蝶形弹簧、螺母和拉紧螺杆连接在一起的部件，相当于电气设备中的外壳，其对地为零电位。

6.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽结构，其特征在于，所述电解小室的数量根据设计需求增减。

技术总结
本发明实施例提供一种制氢电解槽结构，包括：一组串联连接的电解小室和一组端压板、蝶形弹簧、螺母、拉紧螺杆和绝缘垫片。电解小室包括：正极板、负极板、极框、阳极电极、阴极电极、隔膜和密封垫片；极框设置于正极板和负极板的外侧，极框的表面加工有设定数量的流道和密封线；隔膜设置于电解小室的内部，将电解小室中将产生的氢气和氧气隔开。端压板、蝶形弹簧、螺母和拉紧螺杆将串联连接的电解小室固定连接，分别在端压板与正极板、所述端压板与负极板设置绝缘垫片。本发明技术方案，能够降低端压板与极板之间绝缘板的耐压，减小绝缘出问题后发生对地打火的可能性，提高电解槽的安全性，降低碱液流速对槽体的冲刷腐蚀，延长电解槽槽体的使用寿命。

技术研发人员：史铁,余会明,冯东辉,宁楠,龚剑,李闯,张世渊,张晓辉,孙俊凯,林润实
受保护的技术使用者：中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17