一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置，该装置包括固体聚合物电解质水电解池和水罐，其中电解池由水腔、透水板、膜电极组件和极板组成。水罐中的水依靠水罐与水腔之间的压差进入水腔，水罐与水腔之间的压差通过将反应生成气(氢气或氧气)引入水罐中实现，水腔中的水通过透水板到达膜电极组件。本发明专利技术采用透水板作为固体聚合物电解质水电解池极板，可以直接利用电解池冷却水实现静态供水，有效降低电解池系统能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水电解池
，具体为一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置。
技术介绍
聚合物电解质(SPE)水电解制氢技术具有产氢效率高、产氢纯度高、操作简单、维护方便、无污染等独特优点。按照供水方式的不同，SPE水电解池可以分为动态供水式和静态供水式。动态供水式的典型特征是水由泵动态输送至阳极腔室或阴极腔室。阳极动态供水的优点为阳极析氧水氧化反应不易受浓差极化的影响，电解池可以在大电流密度条件下运行；其缺点为产生的氢气和氧气都是水蒸汽饱和状态，给后续的水气分离和存储带来技术难度，并增加了寄生能耗和系统复杂度。阴极动态供水的优点为由阴极腔室扩散到阳极的水通量有限，产生的氧气携带水量少，简化了水氧分离系统；缺点为有限的水通量导致大电流密度工作条件下浓差极化增加，影响水电解性能。传统的静态供水是在水腔与阳极腔室(或阴极腔室)之间放置透水阻气膜，水由透水阻气膜渗透输入至阳极腔室(或阴极腔室)，无需泵动态输入。例如CN102181878A提出的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置，包括固体聚合物电解质水电解池和水罐，其特征在于：固体聚合物电解质水电解池由顺次相连的水腔、透水板、膜电极组件和阴极板组成，水腔下部设有进水口，上部设有出水口，进水口与水罐下部的水出口相连，出水口与水罐上部的水入口相连；所述透水板远离水腔一侧的表面上设有流场；于透水板流场一侧的上端设有氧气出口；于阴极板靠近膜电极组件一侧设有流场，于阴极板流场一侧的上端设有氢气出口,下端设有排水口，氢气出口与水罐上设有的气体入口相连，排水口与水罐上部的水入口相连；于水罐上设有气体出口，于气体出口处设有阀门；水罐中的水依靠水罐与水腔之间的压差进入水腔，水腔中的水与...

【技术特征摘要】
1.一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置，包括
固体聚合物电解质水电解池和水罐，其特征在于：固体聚合物电解质水电
解池由顺次相连的水腔、透水板、膜电极组件和阴极板组成，水腔下部设
有进水口，上部设有出水口，进水口与水罐下部的水出口相连，出水口与
水罐上部的水入口相连；所述透水板远离水腔一侧的表面上设有流场；于
透水板流场一侧的上端设有氧气出口；于阴极板靠近膜电极组件一侧设有
流场，于阴极板流场一侧的上端设有氢气出口,下端设有排水口，氢气出口
与水罐上设有的气体入口相连，排水口与水罐上部的水入口相连；于水罐
上设有气体出口，于气体出口处设有阀门；水罐中的水依靠水罐与水腔之
间的压差进入水腔，水腔中的水与透水板的一侧表面直接接触，水腔中的
水通过透水板到达膜电极组件阳极侧。
2.根据权利要求1所述的具有透水板的静态供水固体聚合物电解质
水电解装置，其特征在于：所述透水板为竖向设置的亲水性水传输板。
3.根据权利要求2所述的具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水
电解装置，其特征在于：所述亲水性水传输板为多孔金属板或多孔非金属
板；
所述亲水性水传输板的孔径为0.1-10μm，孔隙率为10％-70％。
4.根据权利要求1所述的具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水
电解装置，其特征在于：所述水腔与透水板表面流场流道内部的压差为
0-0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水
电解装置，其特征在于：所述水罐与水腔的压差ΔP等于或大于ρgh，其
中，ρ为水的密度，g为重力系数，h为水腔内水的表面距离水罐中水的表

\t面的高度。

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志刚，王浚英，郭晓倩，王志强，迟军，衣宝廉，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21