CN115287688A - 一种电解槽组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电解制氢技术领域，公开了一种密封效果较好的电解槽组件，具备：框架(对应101及102)，形成为中空结构，在所述框架(对应101及102)的端面上至少设有一组环形的凸肋，在所述框架(对应101及102)中段的内侧设置有对称的凹槽。
Description
技术领域
本发明涉及电解制氢技术领域，更具体地说，涉及一种电解槽组件。
背景技术
目前，水电解制氢电解槽的金属极框存在制造成本高、易冲蚀损坏等问题。由于电解槽使用的极框通常为整块镀镍的金属板，镀镍的金属极框加工成本较高，限制了水电解制氢的推广。
因此，现有技术中采用PPUS材料制作电解槽的框架，可有效降低制作框架加工的成本。然而，现有的PPUS材料制作的框架，由于工艺或设计的原因，框架的密封效果较差，在层叠使用的过程中，密封性不能达到预期，导致在电解槽外延产生渗水的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述框架的密封效果较差，在层叠使用的过程中，密封性不能达到预期，导致在电解槽外延产生渗水的情况的缺陷，提供一种密封效果较好的电解槽组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电解槽组件，具备：
框架，形成为中空结构，在所述框架的端面上至少设有一组环形的凸肋，
在所述框架中段的内侧设置有对称的凹槽。
在一些实施方式中，所述凹槽与中空结构连通，在所述框架内形成水体流场或气体流场。
在一些实施方式中，在所述框架的中段上开设有通孔，所述通孔与所述凹槽连通。
在一些实施方式中，在所述通孔的外延设有凸环。
在一些实施方式中，在所述框架的内缘设有向外凸起的唇缘。
在一些实施方式中，在层叠设置的所述框架之间形成反应腔，在所述反应腔内径向设置质子交换膜，所述质子交换膜用于质子交换。
在一些实施方式中，在所述质子交换膜的两个端面侧分别设置至少一片钛网及一片毡布。
在一些实施方式中，所述钛网与所述毡布层叠形成阳极或阴极的集电层。
在一些实施方式中，所述钛网的厚度大于或等于所述毡布的厚度。
在本发明所述的电解槽组件中，包括形成为中空结构的框架，在框架的端面上至少设有一组环形的凸肋，在框架中段的内侧设置有对称的凹槽。与现有技术相比，通过在框架的端面上至少设有一组环形的凸肋，在层叠时，通过框架的凸肋对密封部件进行挤压，进而提高框架层叠之间的密封性，以避免因密封性能不佳而导致电解槽外延产生渗水的问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供电解槽组件一实施例的立体图；
图2是本发明提供电解槽组件一实施例的爆炸图；
图3是本发明提供框架一实施例的立体图；
图4是本发明提供框架另一实施例的立体图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-图4所示，在本发明的电解槽组件的第一实施例中，电解槽组件10包括不少于两块框架(对应101及102)、密封部件(对应103及105)及质子交换膜104。
具体地，框架(对应101及102)形成为中空结构(对应101a及102a)，其形成为方形或圆形结构，采用PPUS材料制成。
进一步地，在框架(对应101及102)的端面上至少设有一组环形的凸肋(对应101d、101e、102d及102e)。
具体而言，框架(对应101及102)包括第一框架101及第二框架102，其中，在第一框架101的端面上至少设有凸肋(对应101d及101e)，第一凸肋101d设置在第一框架101的内缘，第二凸肋101e设置在第一框架101的外缘。
在第二框架102的端面上至少设有凸肋(对应102d及102e)，第三凸肋101d设置在第二框架102的内缘，第四凸肋102e设置在第二框架102的外缘。
进一步地，在第一框架101及第二框架102中段一侧面的内侧设置有对称的凹槽(对应101b、101c、102b及102c)。
具体为，在第一框架101上设有对称的第一凹槽101b及第二凹槽101c，在第二框架102上设有对称的第三凹槽102b及第四凹槽102c。
电解时，输入的纯净水从第一凹槽101b输入，进入一反应框100a，电解产生离子氢及氧气，离子氢通过质子交换膜104交换至另一反应框100b，电解后的纯净水从第二凹槽101c流出；
此时，在离子氢在另一反应框100b内形成氢气，再通过第三凹槽102b及第四凹槽102c输出。
层叠时，将第一框架101、密封部件(对应103及105)、质子交换膜104及第二框架102依次层叠设置，在第一框架101及第二框架102的两侧设置端板(未图示)，再通过螺杆对第一框架101、密封部件(对应103及105)、质子交换膜104及第二框架102进行施加拧合力矩，使得第一框架101及第二框架102上的凸肋(对应101d、101e、102d及102e)对密封部件(对应103及105)形成挤压，进而保证层叠部件之间贴合的密封性。
使用本技术方案，通过在框架(对应101及102)的端面上至少设有一组环形的凸肋(对应101d、101e、102d及102e)，在层叠时，通过框架(对应101及102)的凸肋(对应101d、101e、102d及102e)对密封部件(对应103及105)进行挤压，进而提高框架(对应101及102)层叠之间的密封性，可有效解决因密封性能不佳而导致电解槽外延产生渗水的问题。
在一些实施方式中，为了保证电解的性能，可将凹槽(对应101b、101c、102b及102c)与中空结构(对应101a及102a)连通，在框架(对应101及102)的反应腔(100a及100b)内形成水体流场或气体流场。
具体而言，通入的纯净水通过第一凹槽101b进入一反应腔100a内，在第一框架101上一侧的一反应腔100a形成水体流场，电解后的纯净水通过第二凹槽101c流出，以提高水循环的效果；
而电解后的氢离子通过质子交换膜104交换至另一反应腔100b(对第二框架102)内，形成气体流场，氢气通过第三凹槽102b及第四凹槽102c输出。
在一些实施方式中，为了保证气路与水路的通畅性，可在框架(对应101及102)的中段上开设有通孔(对应110a、110b、120a及120b)。
其中，第一框架101上的通孔(对应110a及110b)水流通孔，其分别设置为第一通孔(对应110a)及第二通孔(对应110b)。
第二框架102上的通孔(对应120a及120b)为气流通孔，其分别设置为第三通孔(对应120a)及第四通孔(对应120b)。
具体地，第一通孔(对应110a)与凹槽(对应101b)连通；
第二通孔(对应110c)与凹槽(对应101c)连通；
第三通孔(对应120b)与凹槽(对应102b)连通；
第四通孔(对应120c)与凹槽(对应102c)连通。
在一些实施方式中，为了提高通孔(对应110a、110b、120a及120b)与密封部件(对应103及105)贴合的紧密性，可在通孔(对应110a、110b、120a及120b)的外延均设置凸环(对应101f及102f)。
其中，在通孔(对应110a、110b、120a及120b)的相邻侧还开设有定位孔(对应130a及130b)，在定位孔(对应130a及130b)也对应设置有凸环(未图示)。
在一些实施方式中，为了提高质子交换膜104的使用寿命，可在框架(对应101及102)的内缘设有向外凸起的唇缘(未图示)。
通过设置外凸起的唇缘(未图示)可分散质子交换膜104与框架(对应101及102)的内缘的轴向剪切力，进而提高质子交换膜104的使用寿命。
在一些实施方式中，为了提高电解的稳定性，可在质子交换膜104的两个端面侧分别设置至少一片钛网(未图示)及一片毡布(未图示)。
其中，钛网(未图示)用于输送纯静水，毡布(未图示)用于保护质子交换膜104。
进一步地，钛网(未图示)与毡布(未图示)层叠形成阳极或阴极的集电层。
钛网(未图示)的厚度大于或等于毡布(未图示)的厚度。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种电解槽组件，其特征在于，具备：
框架，形成为中空结构，在所述框架的端面上至少设有一组环形的凸肋，在所述框架中段的内侧设置有对称的凹槽。
2.根据权利要求1所述的电解槽组件，其特征在于，
所述凹槽与中空结构连通，在所述框架内形成水体流场或气体流场。
3.根据权利要求1所述的电解槽组件，其特征在于，
在所述框架的中段上开设有通孔，所述通孔与所述凹槽连通。
4.根据权利要求3所述的电解槽组件，其特征在于，
在所述通孔的外延设有凸环。
5.根据权利要求1所述的电解槽组件，其特征在于，
在所述框架的内缘设有向外凸起的唇缘。
6.根据权利要求5所述的电解槽组件，其特征在于，
在层叠设置的所述框架之间形成反应腔，在所述反应腔内径向设置质子交换膜，所述质子交换膜用于质子交换。
7.根据权利要求6所述的电解槽组件，其特征在于，
在所述质子交换膜的两个端面侧分别设置至少一片钛网及一片毡布。
8.根据权利要求7所述的电解槽组件，其特征在于，
所述钛网与所述毡布层叠形成阳极或阴极的集电层。
9.根据权利要求8所述的电解槽组件，其特征在于，
所述钛网的厚度大于或等于所述毡布的厚度。
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