[发明专利]水电解电堆

说明书

本发明涉及一种水电解电堆，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。该水电解电堆能够尽量减小电堆的厚度，从而降低制造成本。

技术领域

本发明涉及水电解技术领域，特别是涉及水电解电堆。

背景技术

氢能源作为一种新型能源，不易对环境造成污染且较为高效，因此受到了越来越广泛的关注。相关技术中，主要通过质子交换膜电解水的方式来获得氢气。目前的许多水电解电堆为了能够省掉压缩机对氢气进行压缩，选择直接输出高压氢气。但为了防止在高压输出氢气环境下相邻电解槽因压差过大而发生破裂，需要通过增加零部件的厚度来抵抗压差，这使得耗费材料较多，成本也因此过高。

发明内容

基于此，本发明提出一种水电解电堆，该水电解电堆能够尽量减小电堆的厚度，从而降低制造成本。

水电解电堆，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。