【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電解水制氫，尤其是涉及一種環形進水口的水電解槽用雙極板。
技術介紹
1、水電解是一種電化學過程，通過施加電能，在催化劑作用下，將水分解成氫氣和氧氣。根據工作溫度和所用電解質的類型來區分，目前主要有四種不同類型的水電解技術路線：堿性水電解、質子交換膜水電解、陰離子交換膜水電解和固體氧化物水電解。與其他電解水技術相比，堿性水電解槽技術最為成熟，且不含貴金屬，成本低，同時還具有工作壽命長的優勢，這使得堿性水電解技術成為現階段電解水制氫市場最主要的技術路線。
2、專利技術專利（cn113981479a?一種具有內部氣水分離功能的水電解雙極板）提供了一種水電解雙極板，所述雙極板包括陽極板和陰極板，所述陽極板和/或陰極板上設有一個或多個通孔，為集導氣、導電、阻水功能于一體的具有內部氣水分離功能的電解水雙極板，而該設計并未實現電解液在電極表面均勻的覆蓋，未解決大型電解槽上部電解液分布不均勻的難題。
3、專利技術專利（cn116254560a?一種水電解雙極板）提供了一種水電解雙極板，所述雙極板包括陽極板、陰極板和導電隔板，提供的水電解雙極板為集導氣、導電、阻水功能于一體的具有內部氣水分離功能的電解水雙極板。而該設計對于電解槽存在的電流密度和溫度場區域差異問題沒有給出解決方案。
4、堿性水電解槽中雙極板在電解水過程中起到分配水、電流收集和支持電極反應的多重作用，其設計對電解效率、能耗和設備的整體性能有直接影響。在傳統電解水設備中，水的進出口通常設計在雙極板的邊緣。這種布局可能導致水流分布不均，局部電
技術實現思路
1、為了改善電解水系統中的水流分布，電解效率，能量損耗，以及系統的散熱性能的問題，本申請提供一種環形進水口的水電解槽用雙極板。
2、本申請提供的一種環形進水口的水電解槽用雙極板采用如下的技術方案：
3、一種環形進水口的水電解槽用雙極板，包括極框區和極板反應區，所述極框區內設置電解液流場、導流槽、進液口和出液口，所述電解液流場為環繞雙極板中心的環形結構，其環形結構使水流均勻通過導流槽進入極板反應區的每個區域，所述進液口外側設有環形流道，環形流道分為內流道和外流道，其中，所述外流道與進液口連通，內流道均勻分布，且內流道和導流槽相連通。
4、通過采用上述技術方案，環形結構使得電解液均勻分布在雙極板的表面，從而顯著提高電解反應的均勻性和整體電解效率，防止局部反應過激、過熱的問題發生。
5、可選的，所述環形流道位于極框區，弧度在180°~300°范圍內，環形流道呈中心對稱分布，所述進液口設置在外流道豎直中心線與環形中心線相交位置。
6、通過采用上述技術方案，雙極板的環形流道使得電解液能夠均勻分布在極板反應區，提高了電解反應的均勻性和電解效率，弧度介于180°和300°之間，確保了電解液的流動路徑，避免了局部過流或滯留的現象，?環形流道關于中心呈對稱分布，進一步保證了電解液的均勻分布，增強了反應的一致性。內、外流道的設計使得電解液可以從多個方向流入極板反應區，增加了反應面積，提高了反應速率，進液口設置在外流道豎直中心線與環形中心線的相交位置，并與外流道連通，優化了電解液的入口位置，減少了液體的湍流，使電解液能夠平穩地進入反應區，提升了反應的穩定性和效率。
7、可選的，所述出液口沿著進液口的平面中心線反向兩側對稱，所述出液口與進液口平面中心線角度在10°~20°范圍內。
8、通過采用上述技術方案，確保水流從雙極板表面均勻流出，避免局部積液和氣泡滯留，提高電解反應的均勻性和穩定性。
9、可選的，所述導流槽和環形流道的內流道相連通，所述導流槽沿著雙極板圓心5~20°均勻分布。
10、通過采用上述技術方案，環形流道設有導流槽，以便電解液從環形流道流向極化反應區參與電化學反應，均勻分布提高了電解反應的均勻性，確保了電解過程在整個反應區域內以相同的效率進行，從而提升了整體電解效率，同時導流槽的均勻分布有助于減少局部反應的強度和阻力，降低了電解過程中的能量損耗，使得水分子能夠更有效地到達反應區域，反應產物能夠迅速排出，減少電解反應過程中的濃差極化和歐姆極化，進一步提升了電解效率。
11、可選的，所述出液口設有的導流槽與極板反應區連通，所述導流槽沿著出液口的軸線對稱分布。
12、通過采用上述技術方案，電解液和電化學產生的氣體能夠從極化反應區通過導流槽順利進入出液口，實現了電解產物的均勻排出，減少了局部積聚，降低了濃差極化和歐姆極化，從而提高了電解效率和系統的穩定性。
13、可選的，所述環形流道和出液口的導流槽均設置有壓片凹槽，所述極框區還設置有壓片，所述壓片上表面與極框區處于同一平面，壓片厚度為0.5~5mm。
14、通過采用上述技術方案，環形流道及出液口導流槽均設置有壓片凹槽，壓片上表面和雙極板極框區處于同一平面，實現了壓片的穩定固定和平整度需求，確保電解液在雙極板上的均勻分布，提高電解反應的均勻性和穩定性。
15、可選的，所述電解液流場及出液口的內、外兩側均設有密封槽。
16、通過采用上述技術方案，雙極板采用雙重密封，設置的密封槽用于達到理想的密封效果，確保電解過程的安全性和穩定性，減少因密封不良導致電解液滲漏和系統故障，提高了系統的可靠性和使用壽命。
17、可選的，雙極板適用于一體式雙極板、極框與主極板分體式雙極板。
18、通過采用上述技術方案，優化水流進入角度和路徑，實現水流在雙極板表面的均勻分布，提高電解反應的均勻性和電解效率，減少局部過熱或能量損耗，保證電解水過程的穩定性。
19、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：
20、1.專利技術提供的一種環形進水口的水電解槽用雙極板進水口設計在于優化水流的進入角度和路徑，環形進水口設計能夠實現水流在雙極板表面的均勻分布，避免了傳統設計中可能存在的流動死角和局部過流現象。這種均勻的水流分布提高了電解反應的均勻性，確保了電解過程在整體反應區域內以相同的效率進行，從而提升整體電解效率；
21、2.本專利技術提供的一種環形進水口的水電解槽用雙極板進水口設計，環形進水口設計能夠有效防止局部反應過激、過熱等問題的發生，確保電解水系統的長期穩定運行。簡化了系統的流道設計，減少了可能導致故障的復雜部件，使得系統更易于維護和操作，從而進一步提高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：包括極框區和極板反應區，所述極框區內設置電解液流場、導流槽、進液口(101)和出液口(105)，所述電解液流場為環繞雙極板中心的環形結構，其環形結構使水流均勻通過導流槽進入極板反應區的每個區域，所述進液口(101)外側設有環形流道，環形流道分為內流道和外流道，其中，所述外流道與進液口(101)連通，所述內流道均勻分布，且內流道和導流槽相連通。
2.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述環形流道位于極框區，弧度在180°~300°范圍內，環形流道呈中心對稱分布，所述進液口(101)設置在外流道豎直中心線與環形中心線相交位置。
3.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述出液口(105)沿著進液口(101)的平面中心線反向兩側對稱，所述出液口(105)與進液口(101)平面中心線角度在10°~20°范圍內。
4.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述導流槽和環形流道的內流道相連通，所述導流槽沿著雙極板圓心5
5.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述出液口(105)設有導流槽與極板反應區連通，所述導流槽沿著出液口(105)的軸線對稱分布。
6.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述環形流道和出液口(105)的導流槽均設置有壓片凹槽，所述極框區還設置有壓片，所述壓片上表面與極框區處于同一平面，壓片厚度為0.5~5mm。
7.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述電解液流場及出液口(105)的內、外兩側均設有密封槽(107)。
8.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：雙極板適用于一體式雙極板、極框與主極板分體式雙極板。
...【技術特征摘要】
1.一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：包括極框區和極板反應區，所述極框區內設置電解液流場、導流槽、進液口(101)和出液口(105)，所述電解液流場為環繞雙極板中心的環形結構，其環形結構使水流均勻通過導流槽進入極板反應區的每個區域，所述進液口(101)外側設有環形流道，環形流道分為內流道和外流道，其中，所述外流道與進液口(101)連通，所述內流道均勻分布，且內流道和導流槽相連通。
2.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述環形流道位于極框區，弧度在180°~300°范圍內，環形流道呈中心對稱分布，所述進液口(101)設置在外流道豎直中心線與環形中心線相交位置。
3.根據權利要求1所述的一種環形進水口的水電解槽用雙極板，其特征在于：所述出液口(105)沿著進液口(101)的平面中心線反向兩側對稱，所述出液口(105)與進液口(101)平面中心線角度在10°~20°范圍內。
【專利技術屬性】
技術研發人員：唐超杰，劉紹軍，薛世翔，王森，高慧峰，
申請(專利權)人：上海舜華新能源系統有限公司，
類型：發明
國別省市：
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