CN222313334U - 一种电解水制氢电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电解水制氢电解槽，包括阳极端电解单元槽、阴极端电解单元槽和位于阳极端电解单元槽与阴极端电解单元槽之间的若干个中间电解单元槽；每一电解单元槽由阳极室和阴极室对合而成，阳极室和阴极室的对合面之间依次设置有阳极侧密封垫、隔膜和阴极侧密封垫；电解单元槽的阳极室上分别设置有独立的阳极室进液口和独立的阳极室出液口，电解单元槽的阴极室上分别设置有独立的阴极室进液口和独立的阴极室出液口；阳极室上设置有阳极接线柱，阴极室上设置有阴极接线柱。本实用新型可在使用端现场安装、拆卸维护，降低生产端安装、维护带来的运输、维修等成本；可根据不同条件灵活切换电解制氢模式，使电解碱性水制氢和PEM制氢优势互补。
Description
技术领域
本实用新型涉及制氢电解槽技术领域，具体涉及一种电解水制氢电解槽。
背景技术
目前，利用电解水制氢技术主要有电解碱性水制氢和PEM制氢，两种技术各有优劣，如电解碱性水制氢催化剂成本低、采用的隔膜易于制取、电解槽成本低，而PEM制氢电解效率高、启停快。因此，如能使两种技术取长补短，提高电解制氢的效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电解水制氢电解槽，达到制造成本低、安装维护便捷之目的。具体的技术方案如下：
一种电解水制氢电解槽，由多个电解单元槽依次叠合压靠在一起所组成，所述多个电解单元槽分别为阳极电解单元槽、阴极电解单元槽和位于所述阳极电解单元槽与所述阴极电解单元槽之间的若干个中间电解单元槽；每一所述电解单元槽由阳极室和阴极室对合而成，并在所述阳极室和阴极室的对合面之间依次设置有阳极侧密封垫、隔膜和阴极侧密封垫；每一所述电解单元槽的所述阳极室上分别设置有独立的阳极室进液口和独立的阳极室出液口，每一所述电解单元槽的所述阴极室上分别设置有独立的阴极室进液口和独立的阴极室出液口；所述阳极室上设置有阳极接线柱，所述阴极室上设置有阴极接线柱。
本实用新型中，所述阳极电解单元槽、阴极电解单元槽和中间电解单元槽均为镍材加工。
优选的，所述独立的阳极室进液口位于所述的阳极室一侧的下方位置，所述独立的阳极室出液口位于所述的阳极室另一侧的上方位置。
优选的，所述独立的阴极室进液口位于所述的阴极室一侧的下方位置，所述独立的阴极室出液口位于所述的阴极室另一侧的上方位置。
本实用新型中，所述阳极电解单元槽、阴极单元槽较中间单元槽除阳极接线柱、阴极接线柱外均相同。
本实用新型中，在所述阳极室内靠所述隔膜的位置设置有电极网片，所述阳极室内还设置有若干数量的支撑件，若干数量的所述支撑件将所述阳极室分为若干个阳极区，各所述阳极区内分别填充有立体弹性网，所述立体弹性网弹性连接在所述阳极室的底部与所述电极网片之间。
本实用新型中，在所述阴极室内靠所述隔膜的位置设置有电极网片，所述阴极室内还间隔设置有若干数量的支撑件，若干数量的所述支撑件将所述阴极室分为若干个阴极区，各所述阴极区内分别填充有立体弹性网，所述立体弹性网弹性连接在所述阴极室的底部与所述电极网片之间。
优选的，所述立体弹性网为长方体外形的立体弹性镍编织网。
优选的，所述立体弹性镍编织网为中空立体弹性镍编织网。
优选的，所述支撑件为U型截面的支撑件，所述立体弹性网的端部嵌置在所述U型截面的支撑件的U型空挡内。
优选的，相邻阳极区之间设置有相互背靠设置的一对所述U型截面的支撑件。
优选的，所述支撑件竖立设置，并在所述支撑件上沿上下方向开设有若干方便固定所述立体弹性镍编织网的腰形孔。
优选的，所述电极网片为镍网、铂涂层镍网或钌涂层镍网中的一种。
本实用新型中，在所述阳极室和阴极室上位于所述阳极室与阴极室相对合的一侧分别设置有法兰，所述法兰上设置有若干螺丝紧固孔；所述多个电解单元槽依次叠合在一起后通过穿越所述螺丝紧固孔的紧固螺丝以及设置在所述紧固螺丝上的绝缘件和螺母固定在一起。
本实用新型中，所述电解水制氢电解槽为设置有电解碱性水制氢模式和PEM制氢模式的双工作模式电解水制氢电解槽；所述电解水制氢电解槽设置为电解碱性水制氢模式时，其所使用的隔膜为PPS隔膜或复合隔膜；所述电解水制氢电解槽设置为PEM制氢模式时，其所使用的隔膜为负载氧化铱和石墨的质子交换膜。
本实用新型中，所述电解碱性水制氢模式下的电解工艺参数为：电解液选用30%氢氧化钾，并预热至90℃，电流密度设置2000-3000A/ m2；所述PEM制氢模式下的电解工艺参数为：电解液选用去离子水，常温进入电解槽，电流密度设置10000-20000A/m2。
本实用新型的有益效果是：
第一，本实用新型的一种电解水制氢电解槽，在于每组电解槽采用一个阳极电解单元槽、一个阴极电解单元槽和若干个中间电解单元槽组成，可在使用端现场安装、拆卸维护，降低生产端安装、维护带来的运输、维修等成本。
第二，本实用新型的一种电解水制氢电解槽，在于阳极电解单元槽、阴极电解单元槽和个中间电解单元槽组设计相同，利于安装、维护。
第三，本实用新型的一种电解水制氢电解槽，在于阴、阳极室均设置了弹性件为立体镍编织网，改善阴、阳极导电性，提高阴、阳极面积，利于降低槽电压而降低能耗。
第四，本实用新型的一种电解水制氢电解槽，在于阴、阳极室均设置了弹性件为立体镍编织网增加电解液与气体的分离速率，提高产氢效率。
第四，本实用新型的一种电解水制氢电解槽，在于每个单元槽可单独控制进、出液流量、压力及稳定等参数，可保证所有阴、阳极室一致性，提高电解槽性能和使用寿命。
第五，可根据不同条件灵活切换电解制氢模式，使电解碱性水制氢和PEM制氢优势互补。
附图说明
图1是本实用新型的一种电解水制氢电解槽的结构示意图；
图2是中间电解单元槽结构示意图；
图3是阴（阳）极室结构示意图；
图4是电极结构示意图；
图5是弹性件结构示意图；
图6是支撑件结构示意图。
图中：1、电解槽，11、阳极电解单元槽，12、阴极电解单元槽，13、中间电解单元槽，14、阳极室，15、阴极室，16、密封垫，17、膜，18、进液口，19、出液口，21、阳极接线柱，22、阴极接线柱，23、电极，24、弹性件，25、支撑件，26、法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1至6所示为本实用新型的一种电解水制氢电解槽的实施例，如图1至6所示为本实用新型的一种电解水制氢电解槽1的总体实施例，由若干个电解单元槽依次叠合压靠在一起组成，所述电解单元槽分别为阳极电解单元槽11、阴极电解单元槽12和中间电解单元槽13。阳极电解单元槽11、阴极电解单元槽12和中间电解单元槽13分别设置于电解槽两侧和中间。中间电解单元槽包括阳极室14、阴极室15、密封垫16、膜17等组件。阳极电解单元槽11、阴极单元槽12较中间单元槽13除阳极接线柱21、阴极接线柱22外均相同。阳极电解单元槽11、阴极电解单元槽12和中间电解单元槽13均设置有进液口18、出液口19、电极23、弹性件24、支撑件25、法兰26、紧固螺丝等组件。阳极电解单元槽11、阴极电解单元槽12和中间电解单元槽13均为镍材加工。电极23分为阳极和阴极，分别设置于阳极室14和阴极室15内，均为镍网、铂涂层镍网或钌涂层镍网。弹性件24为立体镍编织网。支撑件25为镍材加工成U型结构。法兰设置若干个螺丝紧固孔。阳极室14、密封垫16、膜17、密封垫16与阴极室15依次组合在一起，采用螺丝和绝缘件安装在一起。
将阳极电解单元槽11、阴极电解单元槽12和若干个中间电解单元槽13中的若干个进液口18同时接入进液总管，将其出液口19接入出液总管，每个单元槽可单独控制进、出液流量、压力及稳定等参数，可保证所有阴、阳极室一致性，提高电解槽性能和使用寿命。
电解碱性制氢参数设置为：电解液选用30%氢氧化钾，并预热至90℃，电流密度设置2000-3000A/m2，膜选用PPS膜或复合隔膜，进行电解碱性水制氢。
采用PEM制氢参数设置为：电解液选用去离子水，常温进入电解槽，电流密度设置10000-20000A/m2，膜选用负载氧化铱和石墨的质子交换膜，进行PEM电解制氢。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电解水制氢电解槽，其特征在于，由多个电解单元槽依次叠合压靠在一起所组成，所述多个电解单元槽分别为阳极电解单元槽、阴极电解单元槽和位于所述阳极电解单元槽与所述阴极电解单元槽之间的若干个中间电解单元槽；每一所述电解单元槽由阳极室和阴极室对合而成，并在所述阳极室和阴极室的对合面之间依次设置有阳极侧密封垫、隔膜和阴极侧密封垫；每一所述电解单元槽的所述阳极室上分别设置有独立的阳极室进液口和独立的阳极室出液口，每一所述电解单元槽的所述阴极室上分别设置有独立的阴极室进液口和独立的阴极室出液口；所述阳极室上设置有阳极接线柱，所述阴极室上设置有阴极接线柱。
2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述阳极电解单元槽、阴极单元槽较中间电解单元槽除阳极接线柱、阴极接线柱外均相同。
3.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，在所述阳极室内靠所述隔膜的位置设置有电极网片，所述阳极室内还设置有若干数量的支撑件，若干数量的所述支撑件将所述阳极室分为若干个阳极区，各所述阳极区内分别填充有立体弹性网，所述立体弹性网弹性连接在所述阳极室的底部与所述电极网片之间。
4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，在所述阴极室内靠所述隔膜的位置设置有电极网片，所述阴极室内还间隔设置有若干数量的支撑件，若干数量的所述支撑件将所述阴极室分为若干个阴极区，各所述阴极区内分别填充有立体弹性网，所述立体弹性网弹性连接在所述阴极室的底部与所述电极网片之间。
5.根据权利要求3或4所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述立体弹性网为长方体外形的立体弹性镍编织网。
6.根据权利要求5所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述支撑件为U型截面的支撑件，所述立体弹性网的端部嵌置在所述U型截面的支撑件的U型空挡内。
7.根据权利要求3所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述电极网片为镍网、铂涂层镍网或钌涂层镍网中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，在所述阳极室和阴极室上位于所述阳极室与阴极室相对合的一侧分别设置有法兰，所述法兰上设置有若干螺丝紧固孔；所述多个电解单元槽依次叠合在一起后通过穿越所述螺丝紧固孔的紧固螺丝以及设置在所述紧固螺丝上的绝缘件和螺母固定在一起。
9.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述电解水制氢电解槽为设置有电解碱性水制氢模式和PEM制氢模式的双工作模式电解水制氢电解槽；所述电解水制氢电解槽设置为电解碱性水制氢模式时，其所使用的隔膜为PPS隔膜或复合隔膜；所述电解水制氢电解槽设置为PEM制氢模式时，其所使用的隔膜为负载氧化铱和石墨的质子交换膜。
10.根据权利要求9所述的一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述电解碱性水制氢模式下的电解工艺参数为：电解液选用30%氢氧化钾，并预热至90℃，电流密度设置2000-3000A/ m2；所述PEM制氢模式下的电解工艺参数为：电解液选用去离子水，常温进入电解槽，电流密度设置10000-20000A/m2。
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