CN118685797B - 一种无碱液循环的海水制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海水电解制氢技术领域，尤其涉及一种无碱液循环的海水制氢系统，包括：位于上部的原位淡化腔室和位于下部的电解水腔室，原位淡化腔室与电解水腔室通过海水蒸发净化连通组件连通；原位淡化腔室顶部两侧分别连通有海水进口管和海水排出管；电解水腔室中部两侧分别连通有氧气出口管和氢气出口管；海水通过海水进口管进入后流经电解水腔室外侧并吸收电解水腔室电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过海水蒸发净化连通组件进入电解水腔室内电解，另一部分海水由海水排出管流出。本装置结构简单体积小，可用于海水直接电解制氢，且电解水腔室只有海水进出和氢气/氧气产出，无碱液循环，操作简单便于维护。
Description
技术领域
本发明属于海水电解制氢技术领域，尤其涉及一种无碱液循环的海水制氢系统。
背景技术
氢能作为清洁无碳、灵活高效的二次能源和工业原料，具有广泛的应用前景。
目前已经工业化的电解水制氢技术(如碱性电解水和质子交换膜电解水)仍然以淡水作为原料，而我国淡水资源短缺，随着未来氢能需求的爆发式增长，淡水资源紧缺将成为限制电解水产业的主要限制因素之一。
以海水为原料制氢形成了间接海水制氢和原位海水制氢两种技术路线。其中，间接海水电解需进行海水淡化和电解两个关键工段，制氢成本高、工程建设难度大。原位海水制氢则省去了海水淡化处理工段，虽能够大幅缩短工艺流程，但是海水直接电解制氢面临严重的析氯副反应、催化剂失活、结垢等问题。
目前应用最为广泛的电解水制氢技术为碱性电解水技术，该技术已产业化，投资成本较低、运行寿命长。由于电极极化、电解槽组件电阻、界面电阻的存在，电解过程中部分电能不可避免的以热量形式释放，需要大量电解液循环将热量带出，碱性电解技术电解液循环过程存在渗碱污染环境问题，需要对碱性流体进行复杂维护，而且高浓度碱液的使用对循环系统配套设备具有严苛的密封和耐碱要求，增加了系统成本，且集成化程度低、体积大，难以适用于未来海水电解制氢主要与海上光伏及海上风电相结合的使用方式，因此，亟需一种无碱液循环的海水制氢系统来解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种无碱液循环的海水制氢系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种无碱液循环的海水制氢系统，包括：位于上部的原位淡化腔室和位于下部的电解水腔室，所述原位淡化腔室与所述电解水腔室通过海水蒸发净化连通组件连通；
所述原位淡化腔室顶部两侧分别连通有海水进口管和海水排出管；
所述电解水腔室中部两侧分别连通有氧气出口管和氢气出口管；
海水通过所述海水进口管进入后流经所述电解水腔室外侧并吸收所述电解水腔室电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过所述海水蒸发净化连通组件进入所述电解水腔室内电解，另一部分海水由所述海水排出管流出。
优选的，所述原位淡化腔室包括海水进水端隔温板和海水出水端隔温板，所述海水进水端隔温板的进水端与所述海水进口管连通，所述海水蒸发净化连通组件位于所述海水进水端隔温板和所述海水出水端隔温板之间，所述海水进水端隔温板的出水端与所述电解水腔室进水端连通，所述海水出水端隔温板进水端与所述电解水腔室出水端连通。
优选的，所述海水进水端隔温板包括第一海水进水口，所述第一海水进水口的进水端与所述海水进口管出水端连通，所述第一海水进水口的出水端连通有第一海水矩阵流道的进水端，所述第一海水矩阵流道的出水端连通有第一海水出水口的进水端，所述第一海水出水口的出水端与所述电解水腔室进水端连通。
优选的，所述海水出水端隔温板包括第二海水进水口，所述第二海水进水口进水端与所述电解水腔室出水端连通，所述第二海水进水口出水端连通有第二海水矩阵流道的进水端，所述第二海水矩阵流道出水端连通有第二海水出水口的进水端，所述第二海水出水口出水端与所述海水排出管进水端连通。
优选的，海水蒸发净化连通组件包括依次设置的隔水膜、亲水膜和疏水透气膜，所述隔水膜与所述海水进水端隔温板侧壁固接，所述疏水透气膜与所述海水出水端隔温板侧壁固接，所述亲水膜底端伸入所述电解水腔室内。
优选的，所述电解水腔室包括装置封板，所述装置封板内固接有阳极极板、阴极极板和碱液电解部；所述碱液电解部位于所述阳极极板和所述阴极极板之间；
所述亲水膜的底端伸入至所述碱液电解部内；
所述装置封板内壁与所述阳极极板之间设有第三海水矩阵流道，所述第三海水矩阵流道的进水端通过第三海水进水口与所述第一海水出水口连通；
所述第三海水矩阵流道通过第三海水出水口与所述阴极极板连通；
所述阳极极板上设置有用于与碱液电解部连通的氧气出口，所述氧气出口的一端与所述碱液电解部氧气生成端连通，所述氧气出口的另一端与所述氧气出口管连通，所述氧气出口管贯穿所述装置封板侧壁设置。
优选的，所述阴极极板与所述装置封板内壁之间设有第四海水矩阵流道，所述第四海水矩阵流道的进水端通过第四海水进水口与所述第三海水出水口连通，所述第四海水矩阵流道的出水端通过第四海水出水口与所述第二海水进水口连通；
所述阴极极板上设置有用于与所述碱液电解部连通的氢气出口；
所述氢气出口的一端与所述碱液电解部氢气生成端连通，所述氢气出口的另一端与所述氢气出口管连通，所述氢气出口管贯穿所述装置封板侧壁设置。
优选的，所述碱液电解部包括阳极催化电极和阴极催化电极，所述阳极催化电极和所述阴极催化电极分别位于所述亲水膜的两侧，所述阳极催化电极靠近所述阳极极板设置，所述阳极极板与所述阳极催化电极之间设有阳极气体扩散层，所述阳极催化电极与所述阳极气体扩散层外侧套设有用于密封的阳极密封垫片；所述阳极气体扩散层与所述氧气出口连通；
所述阴极催化电极靠近所述阴极极板设置，所述阴极催化电极与所述阴极极板之间设有阴极气体扩散层，所述阴极气体扩散层与所述阴极催化电极外侧设有用于密封的阴极密封垫片，所述阴极气体扩散层与所述氢气出口连通。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
使用时，海水通过海水进口管进入后流经电解水腔室外侧并吸收电解水腔室电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过海水蒸发净化连通组件进入电解水腔室内电解，另一部分海水由海水排出管流出，在电解水腔室内电解产生氧气和氢气，分别由氧气出口管和氢气出口管排出至收集装置内，本装置结构简单体积小，可用于海水直接电解制氢，氢气纯度高，海水无需深度处理直接进入电解水腔室，且电解水腔室只有海水进出和氢气/氧气产出，无碱液循环，操作简单便于维护，本发明提供的电解槽采用常温海水进行取热控温，省去常规电解槽降温所需的冷媒能耗；利用取热后高温海水与常温海水之间的温度差，实现海水在电解槽内的原位淡化，所产生淡水补充电解消耗水，海水原位淡化过程利用的是电解槽废热，无需额外的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明原位淡化腔室结构示意图；
图3为本发明电解水腔室结构示意图；
图4为本发明结构剖面图；
图5为本发明原理示意图；
其中，1、原位淡化腔室；11、亲水膜；12、隔水膜；13、疏水透气膜；14、海水进水端隔温板；140、海水进口管；141、第一海水进水口；142、第一海水矩阵流道；143、第一海水出水口；15、海水出水端隔温板；150、海水排出管；151、第二海水出水口；152、第二海水矩阵流道；153、第二海水进水口；2、电解水腔室；21、阳极催化电极；22、阴极催化电极；23、阳极气体扩散层；24、阴极气体扩散层；25、阳极极板；250、氧气出口管；251、氧气出口；252、第三海水进水口；253、第三海水矩阵流道；254、第三海水出水口；26、阴极极板；260、氢气出口管；261、氢气出口；262、第四海水出水口；263、第四海水矩阵流道；264、第四海水进水口；27、装置封板；28、阳极密封垫片；29、阴极密封垫片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1至图5，本发明公开了一种无碱液循环的海水制氢系统，包括：位于上部的原位淡化腔室1和位于下部的电解水腔室2，原位淡化腔室1与电解水腔室2通过海水蒸发净化连通组件连通；
原位淡化腔室1顶部两侧分别连通有海水进口管140和海水排出管150；
电解水腔室2中部两侧分别连通有氧气出口管250和氢气出口管260；
海水通过海水进口管140进入后流经电解水腔室2外侧并吸收电解水腔室2电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过海水蒸发净化连通组件进入电解水腔室2内电解，另一部分海水由海水排出管150流出。
使用时，海水通过海水进口管140进入后流经电解水腔室2外侧并吸收电解水腔室2电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过海水蒸发净化连通组件进入电解水腔室2内电解，另一部分海水由海水排出管150流出，在电解水腔室2内电解产生氧气和氢气，分别由氧气出口管250和氢气出口管260排出至收集装置内，本装置结构简单体积小，可用于海水直接电解制氢，氢气纯度高，海水无需深度处理直接进入电解水腔室2，且电解水腔室2只有海水进出和氢气/氧气产出，无碱液循环，操作简单便于维护，本发明提供的电解槽采用常温海水进行取热控温，省去常规电解槽降温所需的冷媒能耗；利用取热后高温海水与常温海水之间的温度差，实现海水在电解槽内的原位淡化，所产生淡水补充电解消耗水，海水原位淡化过程利用的是电解槽废热，无需额外的能耗。
进一步优化方案，原位淡化腔室1包括海水进水端隔温板14和海水出水端隔温板15，海水进水端隔温板14的进水端与海水进口管140连通，海水蒸发净化连通组件位于海水进水端隔温板14和海水出水端隔温板15之间，海水进水端隔温板14的出水端与电解水腔室2进水端连通，海水出水端隔温板15进水端与电解水腔室2出水端连通。
进一步优化方案，海水进水端隔温板14包括第一海水进水口141，第一海水进水口141的进水端与海水进口管140出水端连通，第一海水进水口141的出水端连通有第一海水矩阵流道142的进水端，第一海水矩阵流道142的出水端连通有第一海水出水口143的进水端，第一海水出水口143的出水端与电解水腔室2进水端连通。
进一步优化方案，海水出水端隔温板15包括第二海水进水口153，第二海水进水口153进水端与电解水腔室2出水端连通，第二海水进水口153出水端连通有第二海水矩阵流道152的进水端，第二海水矩阵流道152出水端连通有第二海水出水口151的进水端，第二海水出水口151出水端与海水排出管150进水端连通。
进一步优化方案，海水蒸发净化连通组件包括依次设置的隔水膜12、亲水膜11和疏水透气膜13，隔水膜12与海水进水端隔温板14侧壁固接，疏水透气膜13与海水出水端隔温板15侧壁固接，亲水膜11底端伸入电解水腔室2内。
本装置分为上方的原位淡化腔室1和下方的电解水腔室2，两腔室之间通过亲水膜11直接连接，并设有连通的海水流道。
原位淡化腔室1内包含隔水膜12、亲水膜11、疏水透气膜13、海水进水端隔温板14和海水出水端隔温板15；所述海水进水端隔温板14、隔水膜12、亲水膜11、疏水透气膜13和海水出水端隔温板15依次紧密贴合，其中海水进水端隔温板14和海水出水端隔温板15的朝内一侧设有海水流道，其中亲水膜11、延伸到下方的电解水腔室2。
海水进水端隔温板14内侧设有第一海水进水口141、第一海水矩阵流道142、第一海水出水口143；海水出水端隔温板15内侧设有第二海水进水口153、第二海水矩阵流道152、第二海水出水口151；第一海水进水口141与海水进口管140连通；第二海水出水口151与海水排出管150连通。
亲水膜11优选为聚醚砜微孔膜、聚丙烯腈微孔膜，孔径0.2微米-10微米，厚度80-180微米。
隔水膜12优选聚四氟乙烯无孔膜、聚偏氟乙烯无孔膜、聚丙烯无孔膜、聚乙烯无孔膜。
疏水透气膜13优选聚四氟乙烯微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜。
进一步优化方案，电解水腔室2包括装置封板27，装置封板27内固接有阳极极板25、阴极极板26和碱液电解部；碱液电解部位于阳极极板25和阴极极板26之间；
亲水膜11的底端伸入至碱液电解部内；
装置封板27内壁与阳极极板25之间设有第三海水矩阵流道253，第三海水矩阵流道253的进水端通过第三海水进水口252与第一海水出水口143连通；
第三海水矩阵流道253通过第三海水出水口254与阴极极板26连通；
阳极极板25上设置有用于与碱液电解部连通的氧气出口251，氧气出口251的一端与碱液电解部氧气生成端连通，氧气出口251的另一端与氧气出口管250连通，氧气出口管250贯穿装置封板27侧壁设置。
进一步优化方案，阴极极板26与装置封板27内壁之间设有第四海水矩阵流道263，第四海水矩阵流道263的进水端通过第四海水进水口264与第三海水出水口254连通，第四海水矩阵流道263的出水端通过第四海水出水口262与第二海水进水口153连通；
阴极极板26上设置有用于与碱液电解部连通的氢气出口261；
氢气出口261的一端与碱液电解部氢气生成端连通，氢气出口261的另一端与氢气出口管260连通，氢气出口管260贯穿装置封板27侧壁设置。
进一步优化方案，碱液电解部包括阳极催化电极21和阴极催化电极22，阳极催化电极21和阴极催化电极22分别位于亲水膜11的两侧，阳极催化电极21靠近阳极极板25设置，阳极极板25与阳极催化电极21之间设有阳极气体扩散层23，阳极催化电极21与阳极气体扩散层23外侧套设有用于密封的阳极密封垫片28；阳极气体扩散层23与氧气出口251连通；
阴极催化电极22靠近阴极极板26设置，阴极催化电极22与阴极极板26之间设有阴极气体扩散层24，阴极气体扩散层24与阴极催化电极22外侧设有用于密封的阴极密封垫片29，阴极气体扩散层24与氢气出口261连通。
电解水腔室2由阳极极板25、阳极气体扩散层23、阳极催化电极21、亲水膜11、阴极催化电极22、阴极气体扩散层24、阴极极板26依次紧密贴合而成；为保证阳极和阴极的密封，阳极气体扩散层23和阳极催化电极21的四周设有阳极密封垫片28，阴极催化电极22和阴极气体扩散层24的四周设有阴极密封垫片29；在阳极极板25和阴极极板26外套设装置封板27，海水流道设置在阳极极板25/阴极极板26与装置封板27内壁之间。
阳极极板25设有氧气出口251、第三海水进水口252、第三海水矩阵流道253、第三海水出水口254，其中氧气出口251与氧气出口管250连接，第三海水进水口252与原位淡化腔室1的第一海水出水口143相连接；阴极极板26设有氢气出口261、第四海水进水口264、第四海水矩阵流道263、第四海水出水口262，其中氢气出口261与氢气出口管260连接，第四海水出水口262与原位淡化腔室1的第二海水进水口153相连接；阳极极板25的第三海水出水口254与阴极极板26的第四海水进水口264贯穿连接；第四海水出水口262与第二海水进水口153相连接。
亲水膜11贯穿原位淡化腔室1和电解水腔室2，而且亲水膜11的膜孔内存储有质量含量30％的氢氧化钾溶液。
根据电解装置接通直流电源进行海水电解过程，碱性电解液为质量分数30％的KOH溶液，所采用的海水取自黄海海域，海水缓存罐的海水通过保安过滤器后经过海水进口管140泵入电解槽，海水进水温度为20摄氏度，进水流量80ml/min。
常温海水首先进入原位淡化腔室1，依次流经第一海水进水口141、第一海水矩阵流道142、第一海水出水口143，随后通过第三海水进水口252进入电解水腔室2，流经阳极极板25的第三海水矩阵流道253，随后通过第三海水出水口254和第四海水进水口264进入阴极极板26的第四海水矩阵流道263，随后通过第四海水出水口262和第二海水进水口153返回原位淡化腔室1，随后沿第二海水矩阵流道152流动到第二海水出水口151，经海水排出管150排出。海水依次流经原位淡化腔室1的进水侧、电解水腔室2的阳极极板外侧、电解水腔室2的阴极极板外侧、原位淡化腔室1的出水侧，海水在原位淡化腔室内完成海水的部分脱盐淡化处理，生成的脱盐淡化水进入亲水膜11，与膜内原有的氢氧化钾溶液混合形成电解液，电解液由于重力作用进入下方的电解槽腔室发生电解水过程；海水在流经电解水腔室时取走电解水过程产生的余热，实现海水的取热控温过程。
海水原位淡化过程的原理为：常温海水(即低温海水)进入原位淡化腔室1后首先与原位淡化腔室的隔水膜12接触，随后流经电解水腔室2的外侧极板，发生电解水腔室2与海水的换热，电解水制氢过程中由于欧姆损失产生的多余热量被海水取走，形成高温海水；高温海水随后流回原位淡化腔室1，并与疏水透气膜13接触，由于疏水透气膜13、亲水膜11、隔水膜12三者紧密贴合，亲水膜11侧的高温海水和隔水膜12侧的低温海水存在温差，温差导致的蒸气压差使高温海水中的部分水分子以气态形式透过疏水多孔膜，并在中间的亲水膜11内冷凝形成脱盐淡化水，淡化水与亲水膜11内部的碱性电解液溶合，并在重力作用下流入电解水腔室2，补充电解消耗的水分；海水原位淡化的驱动力本质来自于电解水过程产生的废热，而且在本发明中蒸汽冷凝释放出的热量被刚进入电解槽的低温海水回收，避免了热量损失及高温海水外排对海洋生态的影响。
上述一种无碱液循环的海水制氢装置在单槽电压1.9V时，电流密度0.7A/cm2，产生氢气纯度为99.2％，且经过300小时连续运行性能未见明显衰减。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于，包括：位于上部的原位淡化腔室(1)和位于下部的电解水腔室(2)，所述原位淡化腔室(1)与所述电解水腔室(2)通过海水蒸发净化连通组件连通；
所述原位淡化腔室(1)顶部两侧分别连通有海水进口管(140)和海水排出管(150)；
所述电解水腔室(2)中部两侧分别连通有氧气出口管(250)和氢气出口管(260)；
海水通过所述海水进口管(140)进入后流经所述电解水腔室(2)外侧并吸收所述电解水腔室(2)电解产生热量，热量使部分海水产生蒸汽通过所述海水蒸发净化连通组件进入所述电解水腔室(2)内电解，另一部分海水由所述海水排出管(150)流出；
所述原位淡化腔室(1)包括海水进水端隔温板(14)和海水出水端隔温板(15)，所述海水进水端隔温板(14)的进水端与所述海水进口管(140)连通，所述海水蒸发净化连通组件位于所述海水进水端隔温板(14)和所述海水出水端隔温板(15)之间，所述海水进水端隔温板(14)的出水端与所述电解水腔室(2)进水端连通，所述海水出水端隔温板(15)进水端与所述电解水腔室(2)出水端连通；
海水蒸发净化连通组件包括依次设置的隔水膜(12)、亲水膜(11)和疏水透气膜(13)，所述隔水膜(12)与所述海水进水端隔温板(14)侧壁固接，所述疏水透气膜(13)与所述海水出水端隔温板(15)侧壁固接，所述亲水膜(11)底端伸入所述电解水腔室(2)内；
所述电解水腔室(2)包括装置封板(27)，所述装置封板(27)内固接有阳极极板(25)、阴极极板(26)和碱液电解部；所述碱液电解部位于所述阳极极板(25)和所述阴极极板(26)之间；
所述亲水膜(11)的底端伸入至所述碱液电解部内；
所述装置封板(27)内壁与所述阳极极板(25)之间设有第三海水矩阵流道(253)，所述第三海水矩阵流道(253)的进水端通过第三海水进水口(252)与所述海水进水端隔温板(14)的第一海水出水口(143)连通；
所述第三海水矩阵流道(253)通过第三海水出水口(254)与所述阴极极板(26)连通；
所述阴极极板(26)与所述装置封板(27)内壁之间设有第四海水矩阵流道(263)，所述第四海水矩阵流道(263)的进水端通过第四海水进水口(264)与所述第三海水出水口(254)连通，所述第四海水矩阵流道(263)的出水端通过第四海水出水口(262)与所述海水出水端隔温板(15)的第二海水进水口(153)连通；
所述碱液电解部包括阳极催化电极(21)和阴极催化电极(22)，所述阳极催化电极(21)和所述阴极催化电极(22)分别位于所述亲水膜(11)的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于：所述海水进水端隔温板(14)包括第一海水进水口(141)，所述第一海水进水口(141)的进水端与所述海水进口管(140)出水端连通，所述第一海水进水口(141)的出水端连通有第一海水矩阵流道(142)的进水端，所述第一海水矩阵流道(142)的出水端连通有所述第一海水出水口(143)的进水端，所述第一海水出水口(143)的出水端与所述电解水腔室(2)进水端连通。
3.根据权利要求1所述的一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于：所述海水出水端隔温板(15)的所述第二海水进水口(153)进水端与所述电解水腔室(2)出水端连通，所述第二海水进水口(153)出水端连通有第二海水矩阵流道(152)的进水端，所述第二海水矩阵流道(152)出水端连通有第二海水出水口(151)的进水端，所述第二海水出水口(151)出水端与所述海水排出管(150)进水端连通。
4.根据权利要求1所述的一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于：
所述阳极极板(25)上设置有用于与碱液电解部连通的氧气出口(251)，所述氧气出口(251)的一端与所述碱液电解部氧气生成端连通，所述氧气出口(251)的另一端与所述氧气出口管(250)连通，所述氧气出口管(250)贯穿所述装置封板(27)侧壁设置。
5.根据权利要求4所述的一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于：
所述阴极极板(26)上设置有用于与所述碱液电解部连通的氢气出口(261)；
所述氢气出口(261)的一端与所述碱液电解部氢气生成端连通，所述氢气出口(261)的另一端与所述氢气出口管(260)连通，所述氢气出口管(260)贯穿所述装置封板(27)侧壁设置。
6.根据权利要求5所述的一种无碱液循环的海水制氢系统，其特征在于：所述阳极催化电极(21)靠近所述阳极极板(25)设置，所述阳极极板(25)与所述阳极催化电极(21)之间设有阳极气体扩散层(23)，所述阳极催化电极(21)与所述阳极气体扩散层(23)外侧套设有用于密封的阳极密封垫片(28)；所述阳极气体扩散层(23)与所述氧气出口(251)连通；
所述阴极催化电极(22)靠近所述阴极极板(26)设置，所述阴极催化电极(22)与所述阴极极板(26)之间设有阴极气体扩散层(24)，所述阴极气体扩散层(24)与所述阴极催化电极(22)外侧设有用于密封的阴极密封垫片(29)，所述阴极气体扩散层(24)与所述氢气出口(261)连通。
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