[實用新型]用于電解水的無間距隔膜電解槽

有效

• 申請號: 201520941000.1
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN205295488U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 歸建明
• 申請（專利權）人: 上海好旭新能源科技發展有限公司
• 主分類號: C25B1/10
• 分類號: C25B1/10;C25B9/04;C25B9/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本實用新型涉及電解技術，特別涉及一種用于電解水的無間距隔膜電解槽。

背景技術

通過電解水制備氫氣和氧氣在本領域已經廣為人知，而現有電解槽普遍采用的 是隔膜式樣的電解槽，電解槽的電極與隔膜之間有一定的間距，導致電解槽槽電壓 升高，電解效率低下,電解槽溫度高等問題。

如何提高電解水制備氫氣和氧氣的電解效率，降低能耗，降低電解槽發熱量， 是電解水制備氫氣和氧氣迫切需要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的，就是為了解決上述問題，提供一種用于電解水的無間距隔 膜電解槽。

為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種用于電解水的無間 距隔膜電解槽，包括至少一個電解槽單元，各電解槽單元通過陽離子交換膜分隔成 陽極室和陰極室，在陽極室內設有陽極導電網，在陰極室內設有陰極導電網，陽極 導電網和陰極導電網的結構和組成相同，均由高分子材料接枝磺酸基團的高分子電 解質制作而成。

所述陽極室包括緊密相連的陽極框和陽極導水框，在陽極框內嵌裝有陽極板， 在陽極導水框內嵌裝有陽極導電網，所述陽極板上附有一層析氧涂層。

所述陽極框和陽極導水框上對應設有陽極室的進水孔和出水孔。

所述陰極室包括緊密相連的陰極框和陰極導水框，在陰極框內嵌裝有陰極板， 在陰極導水框內嵌裝有陰極導電網，所述陰極板上附有一層析氫涂層。

所述陰極框和陰極導水框上對應設有陰極室的進水孔和出水孔。

所述的陽離子交換膜是高分子材料接枝磺酸基團的陽離子交換膜。

所述高分子材料包括含氟高分子材料。

所述的陽離子交換膜的厚度為0.15-0.25毫米，電阻為5歐姆/平方厘米，爆破 強度大于5公斤/平方厘米。

還包括上端板和下端板，上端板和下端板將至少一個電解槽單元夾緊相連組成 電解槽。

在下端板上設有兩個進水口、酸性水/氧氣出口、堿性水/氫氣出口、陽極接線 柱和陰極接線柱；兩個進水口分別連接陽極室的進水孔和陰極室的進水孔，酸性水 /氧氣出口連接陽極室出水孔，堿性水/氫氣出口連接陰極室出水孔；陽極接線柱連 接陽極板，陰極接線柱連接陰極板。

本實用新型由于采用了以上技術方案，使其與現有技術相比，具有以下的優點 和特點：

1、由于電解槽電極之間無間距，即電極極板與離子交換膜之間無間距。加上 采用了能夠幫助離子遷移的導電網，水能夠自由流動，又能夠保證電極、離子交換 膜之間的充分接觸，大大提高了電解效率。

2、可以直接電解純水，純水電導20uS/cm以上，使純水直接電解成高純度的 氫氣和氧氣，由于純水的電導率很低，電阻大，采用傳統的電解技術無法對純水進 行直接電解產生氫氧氣體，必須添加電解質，理論上水的分解電壓只有1.23V，但 是在實際應用過程中是無法實現的。

3、可以低電壓運行：采用無間距電解槽技術可以降低運行電壓，由于純水電 阻很大，需要的外加電壓就高，采用傳統電解槽工藝，電解電壓即使24V-36V也 很難把純水電解成氫氧氣，由于外加電壓高，電解槽的溫度升高很大，能耗非常大， 無法經濟的制取氫氧氣體，采用無間距電解槽技術以后，電解電壓可以在6V左右 就能啟動電解槽電解，可以根據需要調整電解電壓，保證穩定的出氣量。

本實用新型的無間距隔膜電解槽可應用于以下幾個領域：

1：航空航天領域

我們大家都知道，在太空氧氣是不存在的，我們的空間站，航天員在太空中需 要生活，需要氧氣維持生命，但是從地球上帶氧氣瓶到太空，它的成本很高，而且 數量有限，相對電的獲取就容易的多，可以利用太陽能，一公斤水可以電解出670 升左右的氧氣，可以保證一個人一天多的需求量。

2：高原缺氧

在我國有廣闊的高原地區，人們在高原地區生活，工作，旅游，由于高原地區 海拔高度的原因，空氣稀薄，影響人們的正常工作生活，但是高原地區有水，有電， 可以解決局部空間的氧氣不足問題，改善局部環境。

3：個人吸氧