[實(shí)用新型]一種高壓水電解槽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920538075.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN210215563U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志超;王俊盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 呂志超;臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): C25B1/10
• 分類號(hào): C25B1/10;C25B9/08
• 代理公司: 合肥方舟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34158
• 代理人: 朱榮

本實(shí)用新型公開了一種高壓水電解槽，包括金屬外框，金屬外框內(nèi)側(cè)設(shè)置有絕緣內(nèi)襯底座，絕緣內(nèi)襯底座的頂端設(shè)置有正極接電板，絕緣內(nèi)襯底座的底端設(shè)置有負(fù)極接電板，正極接電板與負(fù)極接電板之間設(shè)置有電解槽，電解槽由多個(gè)雙極板堆疊而成，每?jī)蓚€(gè)雙極板之間設(shè)置有陽極集電器和陰極集電器，陽極集電器向著正極接電板的一側(cè)設(shè)置，陰極集電器向著負(fù)極接電板的一側(cè)設(shè)置，陽極集電器和陰極集電器之間設(shè)置有膜電極，陽極集電器的內(nèi)側(cè)設(shè)置有C型滑環(huán)組合密封內(nèi)環(huán)，陰極集電器的外側(cè)設(shè)置有C型滑環(huán)組合密封外環(huán)，C型滑環(huán)組合密封內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有金屬支撐內(nèi)環(huán)。本實(shí)用新型解決質(zhì)子交換膜水電解槽高壓密封問題，顯著提高電解槽氫氣出口壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓水電解槽。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜水電解裝置由于其高能效、高產(chǎn)氣純度以及小型、輕量在電網(wǎng)儲(chǔ)能、燃料電池、加氫站、航天、化工等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。利用PEM水電解制氫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力資源在時(shí)間、空間維度重新分布和電解產(chǎn)物多元化利用，可大大提高能源綜合利用效率，減少碳排放。

但目前PEM水電解槽受密封形式制約不能產(chǎn)生高壓氫氣，現(xiàn)有的PEM水電解槽通常采用聚四氟乙烯或三元乙丙橡膠制成平板密封墊，通過螺栓預(yù)緊力將結(jié)構(gòu)壓緊實(shí)現(xiàn)密封。受到橡膠密封件允許壓縮量的限制，這種水電解槽結(jié)構(gòu)能夠制取的氫氣最大壓力一般不超過3.5MPa。

為了滿足燃料電池、加氫站等氫能應(yīng)用的需要，必須將氫氣存儲(chǔ)于高壓氣瓶?jī)?nèi)，通常氣瓶存儲(chǔ)壓力為35MPa。目前，PEM水電解槽制取的氫氣最高壓力不大于3.5MPa，必須通過氫氣壓縮機(jī)，使之達(dá)到設(shè)定高壓，才能存儲(chǔ)于氣瓶?jī)?nèi)。從而導(dǎo)致水電解制氫系統(tǒng)整體裝備體積大、能耗高、可靠性差、電解效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高壓水電解槽。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種高壓水電解槽，包括金屬外框，所述金屬外框內(nèi)側(cè)設(shè)置有絕緣內(nèi)襯底座，所述絕緣內(nèi)襯底座的頂端設(shè)置有正極接電板，所述絕緣內(nèi)襯底座的底端設(shè)置有負(fù)極接電板，所述正極接電板與負(fù)極接電板之間設(shè)置有電解槽，所述電解槽由多個(gè)雙極板堆疊而成，所述每?jī)蓚€(gè)雙極板之間設(shè)置有陽極集電器和陰極集電器，所述陽極集電器向著正極接電板的一側(cè)設(shè)置，所述陰極集電器向著負(fù)極接電板的一側(cè)設(shè)置，所述陽極集電器和陰極集電器之間設(shè)置有膜電極，所述陽極集電器的內(nèi)側(cè)設(shè)置有C型滑環(huán)組合密封內(nèi)環(huán)，所述陰極集電器的外側(cè)設(shè)置有C型滑環(huán)組合密封外環(huán)，所述C型滑環(huán)組合密封內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有金屬支撐內(nèi)環(huán)，所述雙極板、陽極集電器、膜電極、陰極集電器、正極接電板的中心位置均位于同一豎直軸線上，且雙極板、陽極集電器、膜電極、陰極集電器、正極接電板的中心均設(shè)置有氫氣排出孔，所述電解槽的兩端均與絕緣內(nèi)襯底座之間存在空隙，所述空隙和雙極板內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成了水流通道，所述水流通道的一端連接有進(jìn)水口，所述水流通道的另一端連接有出水口，水經(jīng)所述水流通道的進(jìn)水口端進(jìn)入所述雙極板的內(nèi)部區(qū)域，經(jīng)所述雙極板反應(yīng)后，再?gòu)乃鏊魍ǖ赖某鏊诙肆鞒觥?/p>

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述C型滑環(huán)組合密封外環(huán)和C型滑環(huán)組合密封內(nèi)環(huán)均采用C型滑環(huán)組合密封結(jié)構(gòu)，所述C型滑環(huán)組合密封結(jié)構(gòu)由耐高壓O型密封圈和PTFE骨架組成，所述耐高壓O型密封圈扣接在PTFE骨架上，且C型滑環(huán)組合密封結(jié)構(gòu)通過耐高壓O型密封圈與雙極板相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述金屬外框的頂部設(shè)置有金屬上端板，所述金屬上端板與金屬外框之間設(shè)置有絕緣端蓋。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述金屬上端板和絕緣端蓋均通過螺栓與金屬外框固定連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述進(jìn)水口和出水口均位于金屬上端板和絕緣端蓋表面的兩側(cè)，所述氫氣排出孔位于金屬上端板和絕緣端蓋表面的中心位置，且絕緣端蓋與正極接電板相扣合，且正極接電板節(jié)點(diǎn)處穿過絕緣端蓋向外延伸。