本实用新型专利技术公开了一种具有双重密封的水电解槽用双极板，包括水/氧气侧和氢气侧，所述水/氧气侧和氢气侧均包括设置于中间位置的流场反应区、以及分别设置流场反应区长度方向两端的流场分配区，在的流场分配区宽度方向的端部还设有水/氧气进出口或氢气出口；在流场反应区、流场分配区和水/氧气进出口或氢气出口的外围设有双重密封结构，双重密封结构包括密封圈槽、以及设置在密封圈槽外侧的水封线槽。本实用新型专利技术兼顾密封效果和双极板尺寸，采用了密封圈槽和水封线槽的双重密封形式，实现了更为可靠的密封方式，改善了现有密封效果不佳的问题，使得电解槽在长期运行压力下也能达到理想的密封效果。想的密封效果。想的密封效果。
【技术实现步骤摘要】
一种具有双重密封的水电解槽用双极板
[0001]本技术涉及电解水制氢
，尤其涉及到一种具有双重密封的水电解槽用双极板。
技术介绍
[0002]在氢气制取
，电解水制氢技术因可以安全高效的获得氢气而备受青睐。水电解槽作为电解水制氢的主要设备，其性能直接影响到氢气的制取，而双极板作为水电解槽的核心部件之一，其性能则直接影响到整个水电解槽的性能。电解槽具有分配气体、导电、导热、排水等重要作用，通常具有中心流场区域(多流道组成)、流场分配区域、水/气体进出区域和外围密封区域。
[0003]例如：专利号为202123155395.7的专利文件公开了一种水电解槽用注塑成型非金属边框双极板，属于水电解
所述注塑成型非金属边框双极板包括金属隔板、非金属边框和橡胶密封圈；其中非金属边框注塑成型并与金属隔板融合为一体，密封圈硫化成型于非金属边框的沟槽内。所述非金属边框和金属隔板一体成型可以保证双极板尺寸，简化结构；非金属边框避免水通道和氢气通道的电化学腐蚀，减少金属离子进入水中引起电解液污染。所述的密封圈与非金属边框硫化为一体，避免电解槽装配时密封圈错位。
[0004]上述专利方案的密封圈于非金属边框沟槽内二次注塑成型，通过伞状结构使密封圈与双极板紧密结合，避免了密封圈不能与金属双极板紧密结合，容易在装配电解槽时脱落和错位从而导致密封失效的问题。但是，其仍然存在以下问题：
[0005]1.双极板的外围密封区域主要目的是为了防止水和气体的泄露，上述专利方案的密封方式只采用一重密封，在长时间的运行压力下，其密封性能容易下降，导致密封失效。
[0006]2.流场区域决定了有效反应面积的比例、反应物(水)及产物(气体)的分布均匀性、产物(气体)的有效传输性、导电性能等。故双极板性能很大程度取决于流场结构，上述专利方案的流场区域存在改进空间。
[0007]因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
技术实现思路
[0008]本技术的目的是提供一种具有双重密封的水电解槽用双极板，以解决上述问题。
[0009]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：
[0010]一种具有双重密封的水电解槽用双极板，包括
[0011]水/氧气侧，其包括设置于中间位置的第一流场反应区、分别设置第一流场反应区长度方向两端的第一流场分配区、以及分别设置在第一流场分配区宽度方向两端位置，且通过第一流场分配区与第一流场反应区连通的水/氧气进出口；
[0012]在所述第一流场反应区、第一流场分配区和水/氧气进出口的外围设有双重密封结构，所述双重密封结构包括密封圈槽、以及设置在密封圈槽外侧的水封线槽；
[0013]氢气侧，其包括设置于中间位置的第二流场反应区、分别设置在第二流场反应区长度方向两端的第二流场分配区、以及设置在第二流场分配区宽度方向的中间位置，且第二流场分配区与第二流场反应区连通的氢气出口；
[0014]在所述第二流场反应区、第二流场分配区和氢气出口的外围设有双重密封结构，所述双重密封结构包括密封圈槽、以及设置在密封圈槽外侧的水封线槽。
[0015]进一步的，所述第一流场反应区沿长度方向中线等距对称分布有V形脊、折线脊、梯形脊和圆柱形脊；
[0016]所述V形脊分别位于第一流场反应区的左右两侧和中间位置，且中间位置的V形脊沿宽度方向呈菱形分布；梯形脊位于第一流场反应区中间位置的上下两侧，整体呈V字形；圆柱形脊位于第一流场反应区的正中位置，且相邻四个圆柱形脊呈菱形分布；V形脊、折线脊、梯形脊和圆柱形脊与底板构成水/氧气输送通道；V形脊、梯形脊和圆柱形脊与底板在正中位置构成直流通道。
[0017]进一步的，所述第一流场分配区沿长度方向中线对称分布有第一圆柱凸起和第一直行脊；所述第一圆柱凸起呈等距分布，相邻两行交错分布，且任一行的任一第一圆柱凸起均处于相邻行的两相邻第一圆柱凸起的中心位置；第一直行脊沿宽度方向呈半圆形且左右对称分布，第一直行脊的一侧与水/氧气进出口连通。
[0018]进一步的，所述第二流场反应区沿其长度方向设有等距对称分布的直脊，直脊与底板构成氢气输送通道。
[0019]进一步的，所述第二流场分配区沿长度方向中线对称分布有矩形脊、第二圆柱凸起和第二直行脊；所述矩形脊的一侧与第二流场反应区相通，矩形脊的另一侧与第二圆柱凸起连通；所述第二圆柱凸起呈等距分布，相邻两行交错分布，且任一行的任一第二圆柱凸起均处于相邻行的两相邻第二圆柱凸起的中心位置；第二直行脊的一侧与氢气出口相通。
[0020]进一步的，所述密封圈槽内放置有用于一重密封的密封圈，在双极板外围放置有垫片，垫片在水封线槽处受挤压下凹构成二重密封结构。
[0021]进一步的，所述密封圈槽为矩形凹槽，水封线槽为倒置的等边三角形凹槽。
[0022]进一步的，所述水/氧气进出口位于双极板上下两端的左右两侧，且其对称等距分布，其任一端的左右两水/氧气进出口均由一横向通道相互连通。
[0023]进一步的，所述双极板适用于质子交换膜水电解槽和阴离子交换膜水电解槽。
[0024]综上所述，本技术具有以下有益效果：
[0025]1.通过对水/氧气侧和氢气侧流场区域的设计，优化了双极板的流场结构，尤其是水/氧气侧，以四种不同形状的脊的组合分布方式形成一种新的流场结构，均衡了水流阻力，使得水/气体分布更加均匀，尤其是中间位置避免了气体堵塞问题，使水/气体流通更加顺畅，进而使生成的气体更好地排出。
[0026]2.双极板的密封区域会直接影响双极板的密封性和尺寸，本技术在对双极板外围密封区域的设计时，兼顾密封效果和双极板尺寸，采用了密封圈槽和水封线槽的双重密封形式，实现了更为可靠的密封方式，改善了现有密封效果不佳的问题，使得电解槽在长期运行压力下也能达到理想的密封效果。
附图说明
[0027]图1是本技术所述的电解槽用双极板水/氧气侧示意图。
[0028]图2是本技术所述的水电解槽用双极板氢气侧示意图。
[0029]图3是本技术所述的水/氧气侧的流场分配区示意图。
[0030]图4是本技术所述的氢气侧的流场分配区示意图。
[0031]图5是本技术所述的双重密封结构示意图。
[0032]图6是本技术所述的双极板水/氧进出口和氢气出口示意图。
具体实施方式
[0033]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本技术。
[0034]如图1至图6所示，本技术提出的一种具有双重密封的水电解槽用双极板，包括
[0035]水/氧气侧100，其包括设置于中间位置的第一流场反应区101、分别设置第一流场反应区101长度方向两端的第一流场分配区102、以及分别设置在第一流场分配区102宽度方向两端位置，且通过第一流场分配区102与第一流场反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有双重密封的水电解槽用双极板，其特征在于，包括水/氧气侧(100)，其包括设置于中间位置的第一流场反应区(101)、分别设置第一流场反应区(101)长度方向两端的第一流场分配区(102)、以及分别设置在第一流场分配区(102)宽度方向两端位置，且通过第一流场分配区(102)与第一流场反应区(101)连通的水/氧气进出口(103)；在所述第一流场反应区(101)、第一流场分配区(102)和水/氧气进出口(103)的外围设有双重密封结构，所述双重密封结构包括密封圈槽(300)、以及设置在密封圈槽(300)外侧的水封线槽(301)；氢气侧(200)，其包括设置于中间位置的第二流场反应区(201)、分别设置在第二流场反应区(201)长度方向两端的第二流场分配区(202)、以及设置在第二流场分配区(202)宽度方向的中间位置，且第二流场分配区(202)与第二流场反应区(201)连通的氢气出口(203)；在所述第二流场反应区(201)、第二流场分配区(202)和氢气出口(203)的外围设有双重密封结构，所述双重密封结构包括密封圈槽(300)、以及设置在密封圈槽(300)外侧的水封线槽(301)。2.根据权利要求1所述的具有双重密封的水电解槽用双极板，其特征在于，所述第一流场反应区(101)沿长度方向中线等距对称分布有V形脊(104)、折线脊(105)、梯形脊(106)和圆柱形脊(107)；所述V形脊(104)分别位于第一流场反应区(101)的左右两侧和中间位置，且中间位置的V形脊(104)沿宽度方向呈菱形分布；梯形脊(106)位于第一流场反应区(101)中间位置的上下两侧，整体呈V字形；圆柱形脊(107)位于第一流场反应区(101)的正中位置，且相邻四个圆柱形脊(107)呈菱形分布；V形脊(104)、折线脊(105)、梯形脊(106)和圆柱形脊(107)与底板构成水/氧气输送通道(108)；V形脊(104)、梯形脊(106)和圆柱形脊(107)与底板在正中位置构成直流通道(109)。3.根据权利要求1所述的具有双重密封的水电解槽用双极板，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐超杰，王森，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：新型
国别省市：
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