一种电解槽及制氢机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电解槽及制氢机，包括：阴极板、膜电极及阳极板，其还包括：连接螺栓，所述阴极板、膜电极及阳极板皆开设有连接孔并通过所述连接孔及连接螺栓连接在一起。本实用新型专利技术通过连接螺栓以及取消边框使用的结构设置，提高了电解槽承受气体压力的能力、提高了电解槽的稳定性和耐久性、提升了膜电极的安装质量并且简化了装配流程。安装质量并且简化了装配流程。安装质量并且简化了装配流程。

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽及制氢机


[0001]本技术涉及电解制氢
，尤其涉及的是一种电解槽及制氢机。

技术介绍

[0002]电解制氢是一种将水分解成氢气和氧气的过程，通过电流作用下的电解反应实现。电解槽是实施电解制氢的关键设备之一；通常，电解槽由两个电极板(阴极板和阳极板)、电解质和电源构成。
[0003]申请号为2022116358995的专利技术专利申请公布了一种质子交换膜电解水制氢膜电极边框的贴合及性能检测方法，如图1所示，其在说明书第[0031]段有这样一段描述：“目前主流的边框贴合方法中，边框基材与压合装置直接接触，容易在压合的过程中造成上下边框错位，也容易造成贴合区域产生气泡、褶皱等，另外压合装置直接接触膜电极也容易将杂质引入膜电极活性区域。因此本专利技术创新性的提出了使用贴合夹具包裹膜电极与边框，将被贴合物与压合装置分隔开，有效解决上述问题。贴合夹具主要由两层柔软且平整的聚合物膜构成，贴合夹具的面积需大于膜电极和边框整体，且小于塑封机通过最大尺寸，以确保可以覆盖到整个被贴合物并顺利通过塑封机”。
[0004]由此可见，现有的电解槽常用的结构是通过压合装置将膜电极与边框基材压合在一起，而该专利技术专利申请也指出了该方法的技术问题所在并提供了解决方案，也就是引入贴合夹具包裹电极与边框防止杂志进入膜电极。但该专利技术专利申请依然使用的是相同的电解槽装配结构，即膜电极压合于边框，从而装配至电解槽；这种结构在氢气输出量与氢气产生量等同或近乎等同的情况下使用没有问题，膜电极因具有一定柔性，可以在一定范围内适应电解腔内气体压力的变化；但若是使用者需要将氢气输出量远小于氢气产生量时将会导致电解腔不断积存氢气，进而导致压力不断增大，膜电极可能会因此受损。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种电解槽及制氢机，旨在解决现有电解槽在使用者需要将氢气输出量远小于氢气产生量时将会导致电解腔不断积存氢气，进而导致压力不断增大，若持续时间过长，膜电极可能会因此受损的问题。
[0006]本技术技术方案如下：
[0007]一种电解槽，包括：阴极板、膜电极及阳极板，其还包括：连接螺栓，所述阴极板、膜电极及阳极板皆开设有连接孔并通过所述连接孔及连接螺栓连接在一起。
[0008]上述方案的效果在于：本技术通过连接螺栓以及取消边框使用的结构设置，使新结构下的电解槽实现了以下四个方面的技术效果：
[0009]1、能承受较大气体压力能力增强：通过连接螺栓将阴极板、膜电极和阳极板连接在一起，使膜电极处于绷紧状态，从而增强了膜电极的刚度；而这种绷紧状态能够使膜电极承受较大的气体压力，保持电解槽的完整性；
[0010]2、提高了电解槽的稳定性和耐久性：传统的膜电极安装方式采用外部边框，其分
体结构在承受较大压力时存在部件断开的风险；本技术采用连接螺栓将阴极板、膜电极和阳极板牢固连接在一起，避免了分体结构的问题，提高了电解槽的稳定性和耐久性；
[0011]3、提升了膜电极的安装质量：连接螺栓及连接孔的设置还具有精确定位的作用，可以确保其正确安装在电解槽中；而这有助于提高膜电极对于电解腔的全面覆盖性，可以有效防止膜电极因装偏而导致电解性能无法完全发挥的问题，从而提高了电解槽的电解效率和性能；
[0012]4、简化了装配流程：采用连接螺栓的方式可以简化电解槽的装配流程，相比传统的外部边框安装方式，连接螺栓的使用更加方便快捷，节省了装配时间和人力成本。
[0013]在进一步的优选方案中，所述电解槽还包括第一密封框，所述第一密封框亦开设有连接孔并通过所述连接孔及连接螺栓与所述阴极板、阳极板及膜电极连接在一起，所述膜电极的外轮廓与所述第一密封框的外轮廓相同。
[0014]上述方案的效果在于：通过第一密封框以及第一密封框外轮廓与膜电极外轮廓匹配的设置，本技术实现了如下方面的技术效果：
[0015]1、进一步强化了膜电极的承压能力：通过引入第一密封框，并在与膜电极贴合的边缘处实现压紧效果，能够进一步增强膜电极的承压能力；当连接螺栓固定第一密封框时，边缘的压紧作用可以将膜电极的绷紧状态牢牢固定住，使其在电解槽内部能够承受更大的气体压力；这种设计在一定程度上提高了膜电极的刚度和稳定性，从而增强了电解槽的整体承压能力；
[0016]2、优化了电解槽的密封性能：第一密封框的引入与连接螺栓的设置，保证了电解槽在膜电极与第一密封框之间的紧密结合；第一密封框的边缘与膜电极的贴合实现了有效的密封，防止气体泄漏和液体渗透；这样的优化设计有助于提高电解槽的密封性能，减少泄漏风险，确保电解过程的稳定性和安全性；
[0017]3、提高装配精度：连接螺栓和连接孔的设置对于第一密封框的正确安装起到了精确定位的作用；通过确保正确的安装位置和紧固力度，能够保证膜电极与第一密封框的完整贴合；这种精确的装配有助于提高膜电极对于电解腔的全面覆盖性，避免了装偏导致电解性能无法完全发挥的问题；同时准确的装配还有助于保持电解槽的结构稳定性和一致性，提高电解槽的电解效率和性能。
[0018]在进一步优选方案中，所述第一密封框在面向膜电极的一面开设有第一密封槽，所述膜电极在装配后对应第一密封槽的部分将凹入第一密封槽。
[0019]上述方案的效果在于：本技术之所以设置第一密封槽，并使膜电极在装配后对应第一密封槽的部分凹入第一密封槽，是为了：
[0020]1、更进一步地提高膜电极的绷紧程度：当膜电极的一部分凹入第一密封槽时，膜电极的其他部分会被拉动，使整个膜电极保持更强的张力和更高的绷紧程度；而且此拉动效应将增强膜电极的刚度，使其能够更好地承受气体压力，防止膜电极因气体压力而产生松动或变形；此外当膜电极的一部分凹入第一密封槽时，第一密封框的边缘将对膜电极施加压力，这种压力会使膜电极内部的拉力分布均匀化，从而增加膜电极的整体绷紧程度，同时提高电解的均匀性；
[0021]2、提高膜电极与第一密封框的贴合程度和连接稳定性：由于膜电极的一部分凹入第一密封槽，与第一密封框之间的贴合程度增加，这种更紧密的贴合结构提供了更大的接
触面积，并增强了膜电极与第一密封框之间的连接稳定性；而且，第一密封框的边缘对膜电极施加压力，使其与第一密封框之间形成较高的摩擦力，摩擦力的增加有助于保持膜电极与第一密封框的牢固连接，并降低因气体压力变化而导致的脱离或松动风险。
[0022]在进一步优选方案中，所述第一密封槽呈八边形，其中四条边分别与第一密封框的四条边相平行，另外四条边分别对应第一密封框的四个角。
[0023]上述方案的效果在于：首先，与正方形或长方形相比，八边形的第一密封槽使得膜电极的一部分向第一密封槽移动更多；当膜电极装配到第一密封框上时，膜电极的凹入部分更大，拉动了膜电极的其他区域，从而实现更强的张力和绷紧程度；而这种更紧密的连接状态有助于防止膜电极松动或变形，并提高电解过程的稳定性。其次，与拐角处呈弧形相比，八边形的第一密封槽具有更多的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽，包括：阴极板、膜电极及阳极板，其特征在于，还包括：连接螺栓，所述阴极板、膜电极及阳极板皆开设有连接孔并通过所述连接孔及连接螺栓连接在一起。2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽还包括第一密封框，所述第一密封框亦开设有连接孔并通过所述连接孔及连接螺栓与所述阴极板、阳极板及膜电极连接在一起，所述膜电极的外轮廓与所述第一密封框的外轮廓相同。3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述第一密封框在面向膜电极的一面开设有第一密封槽，所述膜电极在装配后对应第一密封槽的部分将凹入第一密封槽。4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述第一密封槽呈八边形，其中四条边分别与第一密封框的四条边相平行，另外四条边分别对应第一密封框的四个角。5.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述第一密封框在背离膜电极的一面开设有第二密封槽且贴合有第一密封膜，所述第一密封膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，黄勇康，覃佑俙，
申请(专利权)人：东莞洁氢材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：