专利名称：固体聚合物电解质电解设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电解设备，特别是涉及一种固体聚合物电解质(离子交换膜)作电解池内离子导体进行纯水电解的一类电解设备。
我国由山东省化工研究院开发的专利号为94225682.4的专利产品，其多元电解槽虽然克服了单槽式电解槽产气量少的缺点，但也存在很多不足之处，由于电解槽的各部件都是平板式结构，使密封部位增加，因此密封耐压性都难以保证，随着电解槽中单元槽组装数量的增加，上述缺点表现更为明显，故而难以组装更多的单元槽，使产气量和应用范围都受到限制；此外，各单元电解槽的阳极(或阴极)隔框内部边缘与填充在其中的导电多孔金属材料接触处易发生电化学腐蚀，尤其阳极框腔室内，因为充满水、氧组成的混合介质，更易发生电化学腐蚀，被腐蚀下来的物质很容易沉积在固体聚合物电解质表面及微孔中，不仅使催化电极活性降低，电解效率下降，甚至完全损坏固体聚合物电解质，终止电解反应。若将隔框改为电性能稳定，又能耐温的有机材料(如硅胶框)时，虽然能克服上述的电化学腐蚀现象，但电解槽组装紧固时易变形，外型边沿难以整齐美观，更加难以克服的缺点是使极室腔室变小，水流通道变形、变小，电解水难以流畅的通过极室，从而易造成固体聚合物电解质局部过热，使电解效率下降，重者烧穿固体聚合物电解质，破坏电解槽。
鉴于上述背景技术存在的问题，本实用新型的目的是推出一种电解槽的阳、阴极室均为凹槽体结构，并且两极室的凹槽主体可以互换使用，加工、组装极为方便，密封耐压性好，各极室内水流通畅，电解效率高的固体聚合物电解质电解设备。
下面清楚完整的说明本实用新型技术方案的技术特征本实用新型由电源，水槽，电解槽，气水分离器，干燥器等上述部件组成一种固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽的阳极室和阴极室均为凹槽体结构。
上面所述的固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽阳极室凹槽体环柱上有三至五个非螺栓穿孔。
上面所述的固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽阴极室凹槽体环柱上有三至四个非螺栓穿孔。
本实用新型与现有技术方案相比所具有的有益效果是电解设备的关键部件电解槽的阳极室和阴极室均为凹槽体结构，克服了电解槽各部件均为平板式结构造成的密封性差、组装繁索、易变形、易腐蚀的许多缺点，使电解槽密封性好，耐压强度高，电解槽极室内水流畅通，电解效率高，并且阳、阴极室的凹槽主体可以互换使用，使加工组装极为方便。
本实用新型有六个附图，其各图面说明为
图1是电解设备整体装配示意图；图2是电解槽结构示意图；图3是阳极室凹槽体俯视示意图；图4是图3的A向视图；图5是阴极室凹槽体俯视示意图；图6是图5的B向视图。
下面详细阐明实现本实用新型的最好方式本实用新型由电源1、水槽2、电解槽3、氧水分离器4、氢水分离器5、氧气干燥器6、氢气干燥器7等上述各部分组成。水槽2的水从水管8通过电解槽3的阳极室9的凹槽体环柱上的丁字孔10及阴极室11的凹槽体环柱上的穿孔12到达电解槽3的各阳极室9内。电源1的正负极与电解槽3的两极对应连接，将直流电供给电解槽3。进入阳极室9的水通过导电多孔金属材料(如多孔钛)13到达固体聚合物电解质14的催化阳极发生分解反应，生成的负氧离子立刻在阳极上放出电子，形成氧气，并伴随阳极室9内的水从阳极室9凹槽体环柱上的丁字孔15和阴极室11凹槽体环柱上的氧、水通道孔16排出各阳极室9和电解槽3进入氧水分离器4，含有少量水的氧气从氧水分离器4的顶部进入氧气干燥器6，经干燥后获得高纯氧气。氧水分离器4底部的冷凝水返回水槽3循环使用。水在阳极分解产生的氢离子在电场力作用下，以水合离子的形式穿过固体聚合物电解质14到达催化阴极接受电子产生氢气。新生氢气与被氢离子携带到阴极室11的水经过阴极室11凹槽体内填充的导电多孔金属弹性材料(如镍网)17，从阴极室11凹槽体环柱上的丁字孔18和阳极室9凹槽体环柱上的氢、水通道孔19排出各阴极室11及电解槽3进入氢水分离器5，经冷凝含少量水分的氢气从氢水分离器5的顶部进入氢气干燥器7，经干燥后获得高纯氢气。氢水分离器5底部的冷凝水返回水槽2循环使用。电解槽3的阳极室9及填充在其内的导电多孔金属材料13与两边紧贴着阴、阳催化电极的固体聚合物电解质14和内部填充导电多孔金属弹性材料17的阴极室11组成一个单元槽，依照此顺序将各单元槽组合在一起，各部件及穿孔边沿用密封膜密封，各部件上对称的螺栓穿孔20用螺栓21和螺母22将其紧固成整体电解槽3。
上面所述的固体聚合物电解质电解设备的电解槽3的阳极室9和阴极室11均为凹槽体结构，两极室的凹槽主体尺寸一样更好，以便互换使用，外形呈圆形和方形皆可，从加工、组装方便和耐压密封性考虑，以圆形最好。
上面所述的固体聚合物电解质电解设备的电解槽3的阳极室9凹槽体环柱上有三至五个非螺栓穿孔，其中两个丁字孔10、15为阳极室9电解用水的进口和氧、水出口，孔19为为氢、水通道，其余两孔23(可以不开)为阳极室9与阴极室11更换使用时备用。
上面所述的固体聚合物电解质电解设备的电解槽3的阴极室11凹槽体环柱上有三至四个非螺栓穿孔，其中一个丁字孔18为氢、水出口，两孔12、16为电解水和氧、水通道，其余一孔24(可以不开)为阳极室9与阴极室11互换使用时备用。本实用新型固体聚合物电解质电解设备的电解槽3的阳极室9和阴极室11由于都为凹槽体结构，应急时，两极室的凹槽主体还可以互换使用，使加工、组装都极为方便。由于密封点减少，相应增加了电解槽3的整体耐压密封性，由于各极室的极板和框联为凹槽一体，电解电流变化时不易形成电位差，因此也减少了电化学腐蚀现象，此外，由于阴、阳极室的凹槽体不易变形，结构稳定，可使电解槽3内的水流畅通，提高电解效率。
权利要求1．一种由电源、水槽、电解槽、气水分离器、干燥器等部件组成的固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽(3)的各阳极室(9)和阴极室(11)均为凹槽体结构。
2．根据权利要求1所述的固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽(3)的各阳极室(9)的凹槽体环柱上有三至五个非螺栓穿孔。
3．根据权利要求1所述的固体聚合物电解质电解设备，其特征在于电解槽(3)的各阴极室(11)的凹槽体环柱上有三至四个非螺栓穿孔。
专利摘要本实用新型属以固体聚合物电解质(离子交换膜)作为电解槽内离子导体进行纯水电解的一类电解设备。其特征在于电解槽(3)的各阳极室(9)及各阴极室(11)均为凹槽体结构,两极室的凹槽主体可以互换使用,使加工组装都极方便,电解槽整体有很好的耐压密封性,各个极室内水流畅通,电解效率提高。
文档编号C25B1/00GK2332734SQ9822145
公开日1999年8月11日 申请日期1998年6月10日 优先权日1998年6月10日
发明者耿庆平 申请人:耿庆平