[发明专利]水电解电堆有效
申请号: | 202110342988.X | 申请日: | 2021-03-30 |
公开(公告)号: | CN113215603B | 公开(公告)日: | 2022-04-08 |
发明(设计)人: | 江亚阳;杨福源;党健;李洋洋;古俊杰;杨明烨 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | C25B9/23 | 分类号: | C25B9/23;C25B9/21;C25B9/70;C25B1/04;C25B11/02;C25B15/00 |
代理公司: | 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606 | 代理人: | 魏朋 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 水电 解电堆 | ||
1.水电解电堆,其特征在于,包括:
多个电解槽,所述电解槽包括膜电极组件、阳极组件与阴极组件,所述阳极组件与所述阴极组件分别位于所述膜电极组件的两侧,所述电解槽的所述阳极组件与相邻的所述电解槽的所述阳极组件相邻设置,以及/或者,所述电解槽的所述阴极组件与相邻的所述电解槽的所述阴极组件相邻设置;
所述阳极组件包括阳极扩散层、阳极板与阳极流场板,所述水电解电堆上设有入水口与氧气出口,所述阳极板上设有沿径向朝内伸出的伸出部,所述膜电极组件与所述阳极流场板之间被所述阳极扩散层与所述阳极板分隔,且所述入水口与所述氧气出口均位于所述伸出部所在区域;
所述阳极流场板包括主体部与支撑部,所述主体部位于所述伸出部与所述阳极扩散层的一侧,所述主体部上设有多个镂空槽,所述入水口与所述氧气出口设于所述支撑部上,所述入水口与所述氧气出口均与所述镂空槽连通。
2.根据权利要求1所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极组件的中心位置设有沿轴向延伸的氢气出口第一段。
3.根据权利要求2所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极组件包括阴极板,所述阴极板的外表面上设有沿径向延伸的氢气出口第二段,所述氢气出口第二段与所述氢气出口第一段连通,所述电解槽的外侧设有氢气出口第三段,所述氢气出口第三段沿轴向贯通所述电解槽,所述氢气出口第三段与所述氢气出口第二段的外端连通。
4.根据权利要求3所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极板的外表面上设有多个沿径向延伸的氢气出口第二段,所述电解槽上设有多组沿周向均匀分布的氢气出口第三段,每组所述氢气出口第三段分别与每组所述氢气出口第二段的外端连通。
5.根据权利要求2所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极组件还包括阴极流场板,所述氢气出口第一段包括位于所述阴极流场板的中心的第一通孔,所述阴极流场板上还设有若干环形流道与直线流道,所述直线流道沿径向延伸且与所述环形流道连通,至少部分所述直线流道的端部与所述第一通孔连通。
6.根据权利要求1所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极组件包括阴极板与阴极流场板,所述阴极板与所述阴极流场板之间设有弹性导电元件。
7.根据权利要求6所述的水电解电堆,其特征在于,所述阴极板上设有朝所述阴极流场板凸出的凸出部,所述弹性导电元件套设于所述凸出部上。
8.根据权利要求1所述的水电解电堆,其特征在于,所述膜电极组件包括第一质子交换膜、第二质子交换膜与夹层,所述夹层位于所述第一质子交换膜与所述第二质子交换膜之间,所述夹层用于使从阴极侧渗透到阳极侧的氢气反应生成氢离子。
9.根据权利要求1所述的水电解电堆,其特征在于,所述膜电极组件的边缘处包裹有边框薄膜,所述边框薄膜的硬度大于所述膜电极组件的硬度。
10.根据权利要求9所述的水电解电堆,其特征在于,所述膜电极组件的阳极侧表面与阴极侧表面均设置有膜材,两处所述膜材沿径向向外伸出并粘结以形成包裹于所述膜电极组件的侧面与周面的所述边框薄膜。
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