一种高压AEM电解槽制造技术

本申请涉及一种高压AEM电解槽，包括由下到上依次设置的下端板、下绝缘密封片、若干单室电解槽、上绝缘密封片和上端板；相邻两单室电解槽之间设有绝缘板，多个单室电解槽平行放置并串联，形成多级高压电解槽；单室电解槽包括由下到上依次设置的下极板、下绝缘密封框、膜电极、上绝缘密封框和上极板；本发明专利技术通过设计合适的密封结构和材料，解决了橡胶密封压缩量的限制，有效防止氢气泄漏和外部污染，保证安全性和可靠性，实现了高压制氢；优化了AEM水电解槽的结构和参数，在一个高压AEM电解槽内设置多个单室电解槽，节省了大量下端板、下绝缘密封片、上绝缘密封片和上端板的使用，降低了成本，有效提高了单室电解槽的设置密度。有效提高了单室电解槽的设置密度。有效提高了单室电解槽的设置密度。

【技术实现步骤摘要】
一种高压AEM电解槽


[0001]本专利技术属于氢能源
，具体涉及一种高压AEM电解槽。

技术介绍

[0002]AEM水电解制氢技术操作简便、成本低，可实现大规模商业化应用，被认为是一种很有潜力的制氢方式。然而，目前AEM水电解槽还存在一些技术难题和挑战，其中，由于AEM水电解槽需要在高压下工作，需要设计合适的密封结构和材料，防止氢气泄漏和外部污染，保证安全性和可靠性。
[0003]AEM水电解槽受密封限制不能产生高压氢气，现有的AEM水电解槽通常采用聚四氟乙烯或三元乙丙橡胶制成平板密封垫，通过螺栓预紧力将结构压紧，实现密封。受到橡胶密封压缩量的限制，这种水电解槽结构能够制取的氢气最大压力一般不超过3.5MPa，从而导致水电解制氢系统整体装备体积大、能耗高、可靠性差、电解效率低。
[0004]另外，现有的AEM水电解槽一般为多个电解槽有间隙的并列设置而成，设置密度相对较低，工作效率仍有提高空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有多个单室电解槽、密封性强、耐高压的高压AEM电解槽。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种高压AEM电解槽，包括由下到上依次设置的下端板、下绝缘密封片、若干单室电解槽、上绝缘密封片和上端板；相邻两单室电解槽之间设有绝缘板，多个单室电解槽平行放置并串联，形成多级高压电解槽；单室电解槽包括由下到上依次设置的下极板、下绝缘密封框、膜电极、上绝缘密封框和上极板；膜电极上下两侧设有气液两相扩散层，膜电极包括由下到上依次设置的阴极催化层、阴极边框膜，阴离子交换膜、阳极边框膜和阳极催化层；上、下极板的近膜电极一侧表面加工有气液流道。
[0007]优选地，所述下端板和上端板边缘相对应的设有多个螺栓孔，通过在螺栓孔上安装连接件将各组件固定为一个整体。
[0008]优选地，所述下极板和上极板采用带有镀层的合金板。
[0009]优选地，所述下端板和上端板为表面光滑的合金板。
[0010]优选地，所述下绝缘密封框、上绝缘密封框、下绝缘密封片和上绝缘密封片采用EPDM、PE、PP、CR、硅胶、PTFE或者改性PTFE材料中的一种或两种复合。
[0011]优选地，所述下绝缘密封框、上绝缘密封框、下绝缘密封片和上绝缘密封片采用复合材料，复合材料包括较硬的PTFE或改性PTFE材料层，以及较软的EPDM、PE、PP、CR、硅胶或PTFE材料层。
[0012]优选地，所述阴极催化层和阳极催化层采用非贵金属催化剂材料。
[0013]本专利技术的高压AEM电解槽，至少具有以下优点：
（1）对密封结构和材料进行优化设计，解决了橡胶密封压缩量的限制，有效防止氢气泄漏和外部污染，保证安全性和可靠性；实现了高压制氢，可达到3.5
‑
7 MPa的氢气压力，减少后续压缩环节，降低成本和能耗；（2）优化了AEM水电解槽的结构和参数，在一个AEM高压电解槽内设置多个单室电解槽，节省了大量下端板、下绝缘密封片、上绝缘密封片和上端板的使用，降低了成本，有效提高了单室电解槽的设置密度，相当于在同样的空间内，能布置更多的AEM水电解槽，有利于提高其制氢规模和市场竞争力。
附图说明
[0014]图1为一种高压AEM电解槽的结构示意图。
[0015]图中标号为：1、上端板，2、上绝缘密封片，3、上极板，4、上绝缘密封框，5、膜电极，6、下绝缘密封框，7、下极板，8、单室电解槽，9、下绝缘密封片，10、下端板。
实施方式
[0016]下面通过实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0017]应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0018]如图1所示，一种高压AEM电解槽，包括由下到上依次设置的下端板10、下绝缘密封片9、若干单室电解槽8、上绝缘密封片2和上端板1；相邻两单室电解槽之间设有绝缘板，多个单室电解槽平行放置并串联，形成多级高压电解槽；单室电解槽包括由下到上依次设置的下极板7、下绝缘密封框6、膜电极5、上绝缘密封框4和上极板3；膜电极上下两侧设有气液两相扩散层，膜电极包括由下到上依次设置的阴极催化层、阴极边框膜，阴离子交换膜、阳极边框膜和阳极催化层；上、下极板的近膜电极一侧表面加工有气液流道。
[0019]所述下端板和上端板边缘相对应的设有多个螺栓孔，通过在螺栓孔上安装连接件将各组件固定为一个整体。本实施例中，连接件为螺栓。
[0020]所述下极板7和上极板3采用带有镀层的合金板。
[0021]所述下端板10和上端板1为表面光滑的合金板。
[0022]所述下绝缘密封框6、上绝缘密封框4、下绝缘密封片9和上绝缘密封片2采用EPDM、PE、PP、CR、硅胶、PTFE或者改性PTFE材料中的一种或两种复合。
[0023]所述下绝缘密封框6、上绝缘密封框4、下绝缘密封片9和上绝缘密封片2采用复合材料，复合材料包括较硬的PTFE或改性PTFE材料层，以及较软的EPDM、PE、PP、CR、硅胶或PTFE材料层。整体密封采用软硬结合的复合材料，能够达到3.5
ꢀ‑
7 MPa的目标高压，解决了由于受到密封件压缩量的限制而导致氢气泄漏和外部污染的问题，保证了制氢的安全性和可靠性。
[0024]所述阴极催化层和阳极催化层采用采用非贵金属催化剂材料，优选Ni基、Co基或Fe基催化材料。
[0025]经测试，本申请中的高压AEM电解槽能够满足工作压力为3.5 MPa至7 MPa的高压
水电解制氢的密封要求,且具有较长的制氢寿命。
[0026]尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压AEM电解槽，其特征在于，包括由下到上依次设置的下端板、下绝缘密封片、若干单室电解槽、上绝缘密封片和上端板；相邻两单室电解槽之间设有绝缘板，多个单室电解槽平行放置并串联，形成多级高压电解槽；单室电解槽包括由下到上依次设置的下极板、下绝缘密封框、膜电极、上绝缘密封框和上极板；膜电极上下两侧设有气液两相扩散层，膜电极包括由下到上依次设置的阴极催化层、阴极边框膜，阴离子交换膜、阳极边框膜和阳极催化层；上、下极板的近膜电极一侧表面加工有气液流道。2.如权利要求1所述的高压AEM电解槽，其特征在于，所述下端板和上端板边缘相对应的设有多个螺栓孔，通过在螺栓孔上安装连接件将各组件固定为一个整体。3.如权利要求1所述的高压AEM电解槽，其特征在于，所述下极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：江苏笠泽制道氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：