[实用新型]一种串联型SPE纯水电解槽及其导流网和导流环

说明书

本实用新型公开了一种串联型SPE纯水电解槽及其导流网和导流环，涉及串联型SPE纯水电解槽技术领域；为了提升效率和稳定性；该电解槽包括负极侧端板、正极侧端板以及层叠设置于负极侧端板和正极侧端板之间两个以上的单槽；该导流网其实质为所述串联型SPE纯水电解槽中的阳极导流网，所述阳极导流网包括交错分布的第一网格线和第二网格线；该导流环其实质为所述串联型SPE纯水电解槽中的阴极导流环和阳极导流环，所述阴极导流环包括阴极导流环主体、阴极螺栓孔和阴极密封槽。本实用新型可以实现两个甚至多个电解槽的串联，结构简单、实用可靠，为高效制氢提供优化的解决方案；采用大小不一的进出水口，使得出水口附近的流场分布更均匀。

技术领域

本实用新型涉及串联型SPE纯水电解槽技术领域，尤其涉及一种串联型SPE纯水电解槽及其导流网和导流环。

背景技术

氢气作为高效清洁能源，在未来的能源体系中备受青睐，此外，随着人们对健康需求的逐步提高，氢医疗也应运而生，吸氢机和富氢水杯等相继问世。水电解制氢技术对大家来说已不陌生，传统的水电解技术以碱性电解槽为主，但具有腐蚀性的电解液容易随气体排出，显然其安全性并不特别适用于人体医疗。SPE水电解采用纯水具有无腐蚀性，氢气纯度可以达到99.999%，在氢医疗方面有着绝对的优势。

SPE电解槽为了满足不同的场景需求需要达到不同的制氢速率，采用阳极过水的方式，通过共用阳极实现两个电解槽的并联，可以提升1倍的制氢速率，但这样的提升依然非常有限。串联型的SPE电解槽的结构如同燃料电池电堆一般，可以多片甚至几十片堆叠起来，能够在较大范围内调节制氢速率。本实用新型中的SPE电解槽，结构简单，水气流场均匀，催化剂附着牢固，具有效率高、稳定性好、使用寿命长等优点，为SPE在多种应用场景下提供优化的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种串联型SPE纯水电解槽及其导流网和导流环。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种串联型SPE纯水电解槽，包括负极侧端板、正极侧端板以及层叠设置于负极侧端板和正极侧端板之间两个以上的单槽，位于最上方的所述单槽和最下方的单槽分别与负极侧端板和正极侧端板之间设置有负极侧集流板和正极侧集流板，负极侧集流板和正极侧集流板分别与负极侧端板和正极侧端板之间设置有绝缘板；所述单槽包括阴极导流环和阳极导流环，所述阴极导流环和阳极导流环内壁分别嵌入式安装有尺寸适配的阴极导流环密封胶线和阳极导流环密封胶线，所述阴极导流环和阳极导流环之间依序设置有阴极集电器、阴极微孔层、膜电极、阳极集电器和阳极导流网；两个相邻单槽之间均设置有中间导电板；所述电解槽整体由螺栓贯穿后与螺母固定安装。

优选的：所述负极侧端板和正极侧端板均为玻璃布层压板或高强度铝材料，厚度为5-10mm；所述负极侧集流板和正极侧集流板均为带有极耳的金属光板，采用钛基材并作镀铂处理。

进一步的：所述阴极微孔层为特制的不锈钢毡，过滤精度为40-80μm。

进一步优选的：所述阴极集电器和阳极集电器均为多层烧结的编织丝网，丝网的目数为20~80目；材质分别为不锈钢和钛，其中，阳极集电器通过镀铂处理。

作为本实用新型一种优选的：所述膜电极采用固体聚合物质子膜，催化剂采用渗透地方法附着于固体聚合物电解质膜上。

一种串联型SPE纯水电解槽的导流网，其实质为所述串联型SPE纯水电解槽中的阳极导流网，所述阳极导流网包括交错分布的第一网格线和第二网格线；所述阳极导流网和第二网格线均包括用以构成网孔的长节和短节，长节和短节均交错分布，且第一网格线的短节均设置于与其相邻左侧第二网格线的短节下方。

作为本实用新型再进一步的方案：所述阳极导流网的材质为钛，型号为TA1；所述阳极导流网表面设置镀层，镀层采用钌铱或铂镀层；所述阳极导流网的形状呈与电解槽活化区域适配的菱形、方形或圆形。