[發明專利]水電解電堆

有效

• 申請號: 202110342988.X
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113215603B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 江亞陽;楊福源;黨健;李洋洋;古俊杰;楊明燁
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C25B9/23
• 分類號: C25B9/23;C25B9/21;C25B9/70;C25B1/04;C25B11/02;C25B15/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 魏朋

1.水電解電堆，其特征在于，包括：

多個電解槽，所述電解槽包括膜電極組件、陽極組件與陰極組件，所述陽極組件與所述陰極組件分別位于所述膜電極組件的兩側，所述電解槽的所述陽極組件與相鄰的所述電解槽的所述陽極組件相鄰設置，以及/或者，所述電解槽的所述陰極組件與相鄰的所述電解槽的所述陰極組件相鄰設置；

所述陽極組件包括陽極擴散層、陽極板與陽極流場板,所述水電解電堆上設有入水口與氧氣出口，所述陽極板上設有沿徑向朝內伸出的伸出部，所述膜電極組件與所述陽極流場板之間被所述陽極擴散層與所述陽極板分隔，且所述入水口與所述氧氣出口均位于所述伸出部所在區域；

所述陽極流場板包括主體部與支撐部，所述主體部位于所述伸出部與所述陽極擴散層的一側，所述主體部上設有多個鏤空槽，所述入水口與所述氧氣出口設于所述支撐部上，所述入水口與所述氧氣出口均與所述鏤空槽連通。

2.根據權利要求1所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極組件的中心位置設有沿軸向延伸的氫氣出口第一段。

3.根據權利要求2所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極組件包括陰極板，所述陰極板的外表面上設有沿徑向延伸的氫氣出口第二段，所述氫氣出口第二段與所述氫氣出口第一段連通，所述電解槽的外側設有氫氣出口第三段，所述氫氣出口第三段沿軸向貫通所述電解槽，所述氫氣出口第三段與所述氫氣出口第二段的外端連通。

4.根據權利要求3所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極板的外表面上設有多個沿徑向延伸的氫氣出口第二段，所述電解槽上設有多組沿周向均勻分布的氫氣出口第三段，每組所述氫氣出口第三段分別與每組所述氫氣出口第二段的外端連通。

5.根據權利要求2所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極組件還包括陰極流場板，所述氫氣出口第一段包括位于所述陰極流場板的中心的第一通孔，所述陰極流場板上還設有若干環形流道與直線流道，所述直線流道沿徑向延伸且與所述環形流道連通，至少部分所述直線流道的端部與所述第一通孔連通。

6.根據權利要求1所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極組件包括陰極板與陰極流場板，所述陰極板與所述陰極流場板之間設有彈性導電元件。

7.根據權利要求6所述的水電解電堆，其特征在于，所述陰極板上設有朝所述陰極流場板凸出的凸出部，所述彈性導電元件套設于所述凸出部上。

8.根據權利要求1所述的水電解電堆，其特征在于，所述膜電極組件包括第一質子交換膜、第二質子交換膜與夾層，所述夾層位于所述第一質子交換膜與所述第二質子交換膜之間，所述夾層用于使從陰極側滲透到陽極側的氫氣反應生成氫離子。

9.根據權利要求1所述的水電解電堆，其特征在于，所述膜電極組件的邊緣處包裹有邊框薄膜，所述邊框薄膜的硬度大于所述膜電極組件的硬度。

10.根據權利要求9所述的水電解電堆，其特征在于，所述膜電極組件的陽極側表面與陰極側表面均設置有膜材，兩處所述膜材沿徑向向外伸出并粘結以形成包裹于所述膜電極組件的側面與周面的所述邊框薄膜。