一种复合极框和电解槽制造技术

本实用新型专利技术涉及水电解制氢的技术领域，公开了一种复合极框和电解槽。所述复合极框包括金属基体和绝缘层，所述绝缘层包覆于所述金属基体上；所述复合极框上设有电解孔、第一进料孔、第二进料孔、第一出料孔和第二出料孔，所述绝缘层的一面上设有第一抗压槽和流道，所述流道上设有凸台，所述凸台顶面与所述绝缘层的表面平齐。金属基体加绝缘层的设计对比传统极框的制造工艺而言，简化了机加工的复杂性，提高了生产制造效率，与此同时所述复合极框上还设有抗压结构，减小了高温高压对极框本身的破坏。使用所述复合极框组装而成的所述电解槽减少了组装配件，其密封性对比传统结构的电解槽而言效果更好。而言效果更好。而言效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种复合极框和电解槽


[0001]本技术涉及电解水制氢的
，尤其涉及一种复合极框和电解槽。

技术介绍

[0002]为减小二氧化碳的排放，实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在能源、交通、化工、冶金等领域起到重要作用。利用氢能可以实现大规模、高效可再生能源的消纳，在时空上实现进行能量的再分配；氢燃料电池汽车的应用，可降低交通领域的碳排放；用绿氢作化工原料、代替焦炭用于冶金等可加快工业脱碳的过程。氢气的制取，现在主要通过石油、天然气、煤炭等化石燃料来生产，在生产过程中会有大量二氧化碳等排放，对生态环境有着巨大的破坏；太阳能、风能、核能等可生能源发电和电解水制氢，在生产过程中二氧化碳排放低，具有绿色高效等显著性优点，未来将会大力发展。电解水制氢技术是可再生能源制氢的核心技术，其技术上的改进具有重要意义。
[0003]电解水制氢的关键设备为电解槽，电解槽一般由端压板、集电板、多小电解小室和紧固件等组成，电解小室一般包括双极板、阳极极框、阳极密封垫、阳极扩散层、阳极、隔膜、阴极、阴极扩散层、阴极密封垫和阴极极框等部件。极框是电解槽的核心组成部件，对制氢的效率有着重大影响。
[0004]但是，目前通用的极框主要采用金属材料制成，其本身存在着容易被腐蚀，制造加工工艺复杂，生产过程中容易严重变形影响密封性等问题，还有金属本身密度大，极框重量较重，在实际工作时不易安装的缺点。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种电解槽，旨在解决电解极框加工难度大的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供一种复合极框，其特征在于，所述复合极框包括金属基体和绝缘层，所述绝缘层包覆于所述金属基体上；
[0007]所述复合极框上设有电解孔、第一进料孔、第二进料孔、第一出料孔和第二出料孔，所述电解孔位于所述复合极框的中心位置且贯穿所述复合极框，所述第一进料孔、所述第二进料孔、所述第一出料孔和所述第二出料孔环绕所述电解孔设置；
[0008]所述绝缘层的一面上设有第一抗压槽和流道，所述第一抗压槽设置于所述第一进料孔与所述第二出料孔之间，和/或所述第一抗压槽设置于所述第二进料孔与所述第一出料孔之间，所述流道设置于所述电解孔和所述第一进料孔之间，和/或所述流道设置于所述电解孔和所述第一出料孔之间，所述流道上设有凸台，所述凸台顶面与所述绝缘层的表面平齐。
[0009]可选的，所述第一进料孔与所述第一出料孔呈中心对称分布，所述第二进料孔与所述第二出料孔呈中心对称分布。
[0010]可选的，所述绝缘层的一面上还设有第二抗压槽，所述第二抗压槽设置于所述第
一出料孔和所述第二出料孔之间，和/或所述第二抗压槽设置于所述第一进料孔和所述第二进料孔之间。
[0011]可选的，所述金属基体上设有通孔，所述绝缘层在所述通孔内形成加强筋。
[0012]可选的，所述通孔位于所述第一抗压槽所对应的范围内。
[0013]可选的，定义所述复合极框设有所述第一抗压槽的一面为正面，另一面则为反面，在所述复合极框的反面上设有环绕所述电解孔的膜槽，所述膜槽与所述电解孔连接。
[0014]可选的，所述复合极框正面的绝缘层边缘设有密封水线。
[0015]可选的，所述凸台在所述流道内直线阵列排布。
[0016]本技术还提供一种电解槽，所述电解槽包括至少一个电解室，所述电解室包括阳极、阴极、阳极扩散层、阴极扩散层、隔膜、两个双极板和两个所述复合极框，两个所述复合极框的反面相互贴合，两个所述双极板紧贴于所述复合极框的正面上，所述隔膜的边缘部分压紧于两个所述复合极框的所述膜槽内，所述阳极和所述阴极分别紧贴于所述隔膜中间部分的两侧面上，所述阳极扩散层位于所述电解孔内且紧贴于所述阳极上，所述阴极扩散层位于所述电解孔内且紧贴于所述阴极上。
[0017]可选的，所述隔膜包括质子交换膜、多孔膜和阴离子交换膜。
[0018]本技术提供的技术方案中，电解槽的采用的复合极框为本技术所述的电解槽极，复合极框采用金属基体加绝缘层的方式，简化了机加工的复杂性，提高了生产制造效率；延长了极框的使用寿命。复合极框上的第一抗压槽和凸台的设计提升了复合极框的抗压能力，提升了使用寿命。使用本复合极框的电解槽与现有技术相比，减少了阴极密封垫和阳极密封垫等部件，因此减少了密封面，降低了密封的难度，增加电解槽的耐压能力。并且在总体上简化了电解槽设计、减小组装的工序和降低组装难度。可以提升电解槽工作时的容错率，方便后续的维修。
附图说明
[0019]图1是本技术的一实施例的电解复合极框的正面结构示意图；
[0020]图2是本技术的一实施例的电解复合极框的反面结构示意图；
[0021]图3是图1的A
‑
A剖面结构的示意图；
[0022]图4是图1的B
‑
B剖面结构的示意图；
[0023]图5是图1的C
‑
C剖面结构的示意图；
[0024]图6是本技术一实施例的电解槽的结构示意图；
[0025]图7是本技术一实施例的电解室的爆炸结构示意图；
[0026]图8是本技术一实施例的电解室的局部剖面结构示意图。
[0027]图中：1、复合极框；2、双极板；3、阳极扩散层；4、阳极；5、隔膜；6、阴极；7、阴极扩散层；8、电解槽；9、电解室；101、金属基体；102、绝缘层；103、通孔；104、极框正面；105、极框反面；106、加强筋；107、第一进料孔；108、第二进料孔；109、第一出料孔；110、第二出料孔；111、电解孔；112、流道；114、密封水线；115、第一抗压槽；116、膜槽；117、阳极室；118、阴极室；119、凸台；120、第二抗压槽。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029]此外，下面所描述的本技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0030]请参阅图1至图5，在本实施例中提供了一种复合极框，复合极框1包括金属基体101和绝缘层102，绝缘层102包覆于金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合极框，其特征在于，所述复合极框包括金属基体和绝缘层，所述绝缘层包覆于所述金属基体上；所述复合极框上设有电解孔、第一进料孔、第二进料孔、第一出料孔和第二出料孔，所述电解孔位于所述复合极框的中心位置且贯穿所述复合极框，所述第一进料孔、所述第二进料孔、所述第一出料孔和所述第二出料孔环绕所述电解孔设置；所述绝缘层的一面上设有第一抗压槽和流道，所述第一抗压槽设置于所述第一进料孔与所述第二出料孔之间，和/或所述第一抗压槽设置于所述第二进料孔与所述第一出料孔之间，所述流道设置于所述电解孔和所述第一进料孔之间，和/或所述流道设置于所述电解孔和所述第一出料孔之间，所述流道上设有凸台，所述凸台顶面与所述绝缘层的表面平齐。2.根据权利要求1所述的复合极框，其特征在于，所述第一进料孔与所述第一出料孔呈中心对称分布，所述第二进料孔与所述第二出料孔呈中心对称分布。3.根据权利要求1所述的复合极框，其特征在于，所述绝缘层的一面上还设有第二抗压槽，所述第二抗压槽设置于所述第一出料孔和所述第二出料孔之间，和/或所述第二抗压槽设置于所述第一进料孔和所述第二进料孔之间。4.根据权利要求1所述的复合极框，其特征在于，所述金属基体上设有通孔，所述绝缘层在所述通孔内形成加强筋。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春荣，卓璇，
申请(专利权)人：北京中电丰业技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：