System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 双极板及电解槽制造技术_技高网

双极板及电解槽制造技术

技术编号:42222470 阅读:16 留言:0更新日期:2024-08-02 13:41
本发明专利技术涉及电解制氢领域,提供一种双极板及电解槽,包括:双极板本体,双极板本体的一侧具有阳极面,阳极面上形成阳极流场,阳极流场包括多条阳极流道,以形成流道区,且沿流体的流动方向,阳极流道至少具有两个不同的径向流通截面积。如此设置,双极板阳极流道采用变径流道,通过改变PEM电解槽双极板阳极流场局部流通截面积,调节局部流道流阻,从而促进流体纵向传质,降低电解槽传质极化损失,提高电解槽高电密电解性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解制氢,尤其涉及一种双极板及电解槽


技术介绍

1、氢作为具有无碳的能量载体和最高的能量转化率,被认为是可以存储来自可再生和间歇电源的最佳手段。电解水制氢是一种绿色制取氢气的方式,其中pem(protonexchange membrane)电解水制氢技术以质子交换膜为电解质,在直流电的作用下,可以将水电解成氢气和氧气,是一种可持续的解决方案。

2、现有技术中,pem电解槽堆芯是由双极板、膜电极、多孔传输层及密封组件交替堆叠后压装紧固而成,双极板上形成流场以流通流体。提高运行电流密度是pem电解水制氢技术发展的重要方向,也是降低设备成本的重要手段。而高电密下气液传质,尤其是双极板阳极流道与扩散层及催化层的气液交换,是制约pem电解槽高电密电解性能的重要因素。

3、目前,pem电解槽双极板的阳极流场多采用若干条平行流道。水在流道中流通,并向与双极板紧贴的扩散层及膜电极催化层进行纵向扩散,反应后生成的氧气自催化层通过扩散层后进入双极板流道排出电解小室。

4、但是,申请人发现现有的pem电解槽双极板至少存在如下缺陷:

5、常规的阳极流道内流体纵向传质效率较低,从而造成电解槽在高电密运行时传质极化快速升高,电解性能下降,能耗增加。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种双极板及电解槽,用以解决现有技术中所存在的缺陷和不足。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供一种双极板,包括:

3、双极板本体,所述双极板本体的一侧具有阳极面,所述阳极面上形成阳极流场,所述阳极流场包括多条阳极流道,以形成流道区,且沿流体的流动方向,所述阳极流道至少具有两个不同的径向流通截面积。

4、根据本专利技术提供的双极板,所述流道区包括:

5、多条流道脊,凸出设置于所述阳极面上,相邻两条所述流道脊之间形成所述阳极流道,相邻两条所述流道脊相对的侧面上分别设有至少一个第一凸起部,且所述第一凸起部成对设置,一对所述第一凸起部之间形成流道收缩部。

6、根据本专利技术提供的双极板,所述流道收缩部的宽度不低于相邻两条所述流道脊之间距离的二分之一。

7、根据本专利技术提供的双极板,多对所述第一凸起部沿流体的流动方向均匀分布,所述流道收缩部的长度不大于相邻两个所述流道收缩部之间距离的二分之一。

8、根据本专利技术提供的双极板,所述流道区包括:

9、多条流道脊,凸出设置于所述阳极面上,相邻两条所述流道脊之间形成所述阳极流道,所述阳极流道的底面上设有至少一个第二凸起部,以形成流道变浅部。

10、根据本专利技术提供的双极板,所述第二凸起部的顶端至所述流道脊的顶端的距离不低于所述流道脊的深度的二分之一。

11、根据本专利技术提供的双极板,多个所述第二凸起部沿流体的流动方向均匀分布,所述流道变浅部的长度不大于相邻两个所述流道变浅部之间距离的二分之一。

12、根据本专利技术提供的双极板,所述阳极流场还包括:

13、进水口和出水口,分别设置于所述流道区相对的两端;

14、分配区,连通设置于所述进水口与所述流道区之间,所述分配区用于将所述进水口流出的电解液分配至所述流道区内;

15、汇流区,连通设置于所述流道区与所述出水口之间,所述汇流区用于将反应后的电解液送入所述出水口中。

16、根据本专利技术提供的双极板,所述分配区包括多个交错排列的第三凸起部,和/或,

17、所述汇流区包括多个交错排列的第四凸起部。

18、本专利技术还提供一种电解槽,包括如上述任一项所述的双极板。

19、本专利技术提供的双极板,包括:双极板本体,双极板本体的一侧具有阳极面,阳极面上形成阳极流场,阳极流场包括多条阳极流道,以形成流道区,且沿流体的流动方向,阳极流道至少具有两个不同的径向流通截面积。如此设置,双极板阳极流道采用变径流道,通过改变pem电解槽双极板阳极流场局部流通截面积,调节局部流道流阻,从而促进流体纵向传质,降低电解槽传质极化损失,提高电解槽高电密电解性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双极板,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双极板,其特征在于,所述流道区(2)包括:

3.根据权利要求2所述的双极板,其特征在于,所述流道收缩部(5)的宽度不低于相邻两条所述流道脊(3)之间距离的二分之一。

4.根据权利要求2所述的双极板,其特征在于,多对所述第一凸起部(4)沿流体的流动方向均匀分布,所述流道收缩部(5)的长度不大于相邻两个所述流道收缩部(5)之间距离的二分之一。

5.根据权利要求1所述的双极板,其特征在于,所述流道区(2)包括:

6.根据权利要求5所述的双极板,其特征在于,所述第二凸起部(6)的顶端至所述流道脊(3)的顶端的距离度不低于所述流道脊(3)的深度的二分之一。

7.根据权利要求5所述的双极板,其特征在于,多个所述第二凸起部(6)沿流体的流动方向均匀分布,所述流道变浅部(7)的长度不大于相邻两个所述流道变浅部(7)之间距离的二分之一。

8.根据权利要求1所述的双极板,其特征在于,所述阳极流场还包括:

9.根据权利要求8所述的双极板,其特征在于,所述分配区(10)包括多个交错排列的第三凸起部(12),和/或,

10.一种电解槽,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的双极板。

...

【技术特征摘要】

1.一种双极板,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双极板,其特征在于,所述流道区(2)包括:

3.根据权利要求2所述的双极板,其特征在于,所述流道收缩部(5)的宽度不低于相邻两条所述流道脊(3)之间距离的二分之一。

4.根据权利要求2所述的双极板,其特征在于,多对所述第一凸起部(4)沿流体的流动方向均匀分布,所述流道收缩部(5)的长度不大于相邻两个所述流道收缩部(5)之间距离的二分之一。

5.根据权利要求1所述的双极板,其特征在于,所述流道区(2)包括:

6.根据权利要求5所述的双极板,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁新星邢巍彭越常昊刘世伟袁丹饶洪宇刘长鹏
申请(专利权)人:三一氢能有限公司
类型:发明
国别省市:

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