【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電解水設(shè)備，具體涉及一種聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置及具有其的電解槽。
技術(shù)介紹
1、聚合物質(zhì)子交換膜電解槽是一種由聚合物質(zhì)子交換膜(pem)、電極、電解液和容器等組成，可以用于各種水處理、化學(xué)反應(yīng)、電解反應(yīng)等工藝。pem電解水制氫裝置中，通常包括層疊設(shè)置的雙極板，和設(shè)于雙極板之間的擴(kuò)散層。
2、在pem電解槽內(nèi)，為了使水、氫、氧等過流介質(zhì)沿雙極板進(jìn)行輸送，通常在兩塊雙極板的左右兩側(cè)均設(shè)置流道結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)中，流道結(jié)構(gòu)通常采用刻蝕工藝，刻蝕成型在雙極板上，但是由于雙極板孔徑小且厚度較薄，導(dǎo)致在雙極板上刻蝕成型流道結(jié)構(gòu)的加工時間長，制作成本高，且刻蝕后雙極板的平面度很難保證，流道深度的一致性較差，影響后續(xù)pem電解槽在制氫工作時的電解效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置及具有其的電解槽，以解決現(xiàn)有技術(shù)中pem電解槽中流道成型質(zhì)量差影響電解效率的問題。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，包括：導(dǎo)電極板，設(shè)置有一對，導(dǎo)電極板至少一面為平面；平板擴(kuò)散層，設(shè)置有一對，一對平板擴(kuò)散層設(shè)置在一對導(dǎo)電極板之間，平板擴(kuò)散層與導(dǎo)電極板之間設(shè)置有過流流道，相鄰的平板擴(kuò)散層與導(dǎo)電極板之間的過流流道成型于平板擴(kuò)散層朝向?qū)щ姌O板的一面或?qū)щ姌O板朝向平板擴(kuò)散層的一面；膜電極，設(shè)于一對平板擴(kuò)散層之間。
3、在聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置內(nèi)，導(dǎo)電極板成對設(shè)置，通常由不銹鋼、鈦合金等材質(zhì)制成。成對設(shè)置的導(dǎo)電
4、在一種可選的實施方式中，平板擴(kuò)散層朝向相鄰的導(dǎo)電極板的一面設(shè)置有過流流道。通過在平板擴(kuò)散層上設(shè)置過流流道，能夠優(yōu)化電解生成的氣體的流動路徑，提高電解效率。同時，由于平板擴(kuò)散層材質(zhì)較軟，過流流道在平板擴(kuò)散層更易于成型，因此可以更容易地制造出精確的過流流道結(jié)構(gòu)，提高電解質(zhì)量和電解效率。
5、在一種可選的實施方式中，導(dǎo)電極板朝向平板擴(kuò)散層的一面為平面，導(dǎo)電極板背離平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有過流流道，使得在導(dǎo)電極板背離平板擴(kuò)散層的一面上生成的氣體能夠通過過流流道快速流走，從而降低導(dǎo)電極板附近的氣體濃度，保證在導(dǎo)電極板背離平板擴(kuò)散層的一面上電解反應(yīng)的順利進(jìn)行，
6、在一種可選的實施方式中，導(dǎo)電極板朝向和背離平板擴(kuò)散層的兩面均為平面，能夠降低導(dǎo)電極板的制造難度，降低電解裝置的制造成本，同時保證導(dǎo)電極板兩面的平整程度，還能夠提升電解效率和電解質(zhì)量。
7、在一種可選的實施方式中，平板擴(kuò)散層朝向和背離導(dǎo)電極板的兩面均為平面，導(dǎo)電極板朝向平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有過流流道。
8、在一種可選的實施方式中，導(dǎo)電極板包括陽極板和陰極板，平板擴(kuò)散層包含陽極擴(kuò)散層和陰極擴(kuò)散層，陽極板、陽極擴(kuò)散層、膜電極、陰極擴(kuò)散層和陰極板依次排布。
9、在一種可選的實施方式中，平板擴(kuò)散層上設(shè)置的過流流道通過壓制工藝成型，能夠確保過流流道的形狀、尺寸和位置滿足更高的精度要求，壓制工藝包括：將待成型的平板擴(kuò)散層材料放置在帶有過流流道特征的模具上進(jìn)行壓制，在待成型的平板擴(kuò)散層材料上壓制出過流流道形狀后，進(jìn)行燒結(jié)定型。通過預(yù)先成型過流流道并在后續(xù)燒結(jié)定型。確保過流流道的形狀和尺寸與模具上的過流流道特征一致，從而過流流道的成型精度和一致性。燒結(jié)定型后平板擴(kuò)散層能夠有更高的強(qiáng)度和硬度，使其能夠承受電解過程中的浸液和高壓高溫環(huán)境。
10、在一種可選的實施方式中，平板擴(kuò)散層表面的孔徑大小為10～50μm，平板擴(kuò)散層表面的孔隙率為10％～80％。
11、在一種可選的實施方式中，過流流道的脊寬度為0.5～3mm，過流流道的谷寬度為0.5～3mm，過流流道的深度為0.2～2mm，且過流流道的深度不大于過流流道的谷寬度。
12、第二方面，本專利技術(shù)還提供了一種電解槽，具有本專利技術(shù)所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置。因為電解槽包括聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，具有與聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置相同的效果，在此不再贅述。在電解槽內(nèi)，聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置依次排列設(shè)置有多組，相鄰聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置在相向的一側(cè)可以共用其中一個導(dǎo)電極板，或者每組聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置獨立設(shè)置。
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1.一種聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述平板擴(kuò)散層朝向相鄰的所述導(dǎo)電極板的一面設(shè)置有所述過流流道(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板朝向所述平板擴(kuò)散層的一面為平面，所述導(dǎo)電極板背離所述平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有過流流道(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板朝向和背離所述平板擴(kuò)散層的兩面均為平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述平板擴(kuò)散層朝向和背離所述導(dǎo)電極板的兩面均為平面，所述導(dǎo)電極板朝向所述平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有所述過流流道(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板包括陽極板(1)和陰極板(5)，所述平板擴(kuò)散層包含陽極擴(kuò)散層(2)和陰極擴(kuò)散層(4)，所述陽極板(1)、所述陽極擴(kuò)散層(2)、所述膜電極(3)、所述陰極擴(kuò)散層(4)和所述陰極板(5)依次排布。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述平板擴(kuò)散層朝向相鄰的所述導(dǎo)電極板的一面設(shè)置有所述過流流道(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板朝向所述平板擴(kuò)散層的一面為平面，所述導(dǎo)電極板背離所述平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有過流流道(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板朝向和背離所述平板擴(kuò)散層的兩面均為平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述平板擴(kuò)散層朝向和背離所述導(dǎo)電極板的兩面均為平面，所述導(dǎo)電極板朝向所述平板擴(kuò)散層的一面上設(shè)置有所述過流流道(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的聚合物質(zhì)子交換膜電解裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電極板包括陽極板(1)和陰極板(5)，所述平板擴(kuò)散層包含陽極擴(kuò)散層(2)和陰極擴(kuò)散層(4)，所述陽極板(1)、所述陽極擴(kuò)散層(2)、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王俊華，白建明，房佳，單小勇，周鐵梁，王昕，侯朋飛，王崢，童波，
申請(專利權(quán))人：華電科工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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