本实用新型专利技术提供一种具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，包括：下端板、下极板、上端板、上极板、叠层单元及螺栓，其中，下极板边缘设有多个第一沟槽；向上依次堆叠的下导水层、下密封框、膜电极、上密封框及上导水层构成的叠层单元，至少两个叠层单元依次叠置，上、下导水层的表面设有交叉贯通的上、下流道槽；相邻叠层单元之间设有表面设置第二沟槽的双极板；上极板边缘设有第三沟槽；上端板位于上极板的上方，螺栓固定上、下端板，上极板、下极板、叠层单元、双极板及上端板边缘都设有进出水气孔。本实用新型专利技术通过直接在导水层上设置缺口及流道槽，实现了多单元的串联，改善了电解槽供水，简化了部件数量，提高了电解槽的装配效率。提高了电解槽的装配效率。提高了电解槽的装配效率。
【技术实现步骤摘要】
具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽
[0001]本技术属于电解水
，特别是涉及一种具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽。
技术介绍
[0002]PEM(质子交换膜)纯水制氢电解槽通常由两块端板、密封绝缘垫、钛电极板、支撑导水层、导水层密封框和钛毡集电器依次对称叠压在涂布有催化剂的质子膜电极两侧，并用螺栓固定，以形成一个电解单元，然后在极板上施加直流电，以使电解单元电解纯水产生氢气和氧气。当电解槽为多单元串联时，各层部件上通水气的孔叠压在一起形成一条公共流道，为了使公共流道中的水气能进出支撑导水层散布到膜电极上，支撑导水层通常包括雕刻在极板上的通水气的细小流道槽和多孔的钛毡或粉末钛(泡沫钛)。人们也常常通过在钛毡或粉末钛上叠加一层或几层钛网，利用钛网的空隙来提供水气通道并提供支撑、保持电接触。但是这种结构由于增加了部件数量，使得生产组装不够方便，并且钛网提供的间隙常常不能保证粉末钛上的流道中的水气充分流动交换，继而造成电解槽局部失效，降低电解槽的使用寿命。
[0003]因此，需要寻找一种结构简单、导水层中的流道中水气流动顺畅、电解效率高的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，用于解决现有技术中多级PEM电解槽中钛网的增加导致电解槽中导水层的结构复杂，水气流动不畅、电解效率低的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，包括：
[0006]下端板，边缘设有多个第一螺栓孔，所述下端板的上表面设有凹槽；
[0007]下极板，位于所述凹槽内，所述下极板的边缘设有多个贯穿所述下极板的第一沟槽；
[0008]至少两个叠层单元，向上依次堆叠于所述下极板的上方，所述叠层单元包括向上依次叠置的下导水层、下密封框、膜电极、上密封框及上导水层，所述下导水层的下表面设有多个交叉贯通的下流道槽，所述上导水层的上表面设有多个交叉贯通的上流道槽；
[0009]双极板，位于相邻两个所述叠层单元之间，且所述双极板的的边缘设有多个贯穿所述双极板的第二沟槽；
[0010]上极板，位于顶层的所述叠层单元的上表面，所述上极板的边缘设有多个贯穿所述上极板的第三沟槽；
[0011]上端板及螺栓，所述上端板位于所述上极板的上方且边缘设有多个与所述第一螺栓孔一一对应的第二螺栓孔，所述螺栓通过所述第一螺栓孔及所述第二螺栓孔将所述上端
板与所述下端板固定连接，且所述下极板、所述叠层单元、所述双极板、所述上极板及所述上端板边缘设有多个连通的进出水气孔，所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽与所述进出水气孔连通。
[0012]可选地，所述下极板与所述凹槽的底面之间还设置有下密封垫；所述上端板与所述上极板之间设置有上密封垫，且所述上密封垫设有与所述进出水气孔一一对应且连通的通孔。
[0013]可选地，所述第一沟槽与紧邻的所述下流道槽连通；所述第二沟槽与紧邻的所述上流道槽连通；所述第二沟槽与紧邻的所述下流道槽连通；所述第三沟槽与紧邻的所述上流道槽连通，其中，和所述上流道槽连通的所述第二沟槽与和所述下流道槽连通的所述第二沟槽的位置不同。
[0014]可选地，所述第一沟槽的形状包括条纹形状、螺旋形状中的一种；所述第二沟槽的形状包括条纹形状、螺旋形状中的一种；所述第三沟槽的形状包括条纹形状、螺旋形状中的一种。
[0015]可选地，所述下导水层边缘设置有多个第一缺口；所述上导水层边缘设置有多个第二缺口。
[0016]可选地，所述第一缺口与所述第二缺口在垂直方向的投影的位置相互交错，所述第一缺口在垂直方向的投影的位置与所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽在垂直方向的投影位置相对应，所述第二缺口在垂直方向的投影的位置与所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽在垂直方向的投影位置相对应。
[0017]可选地，所述下密封框上设有与所述第一缺口相对应的第一凸起结构；所述上密封框上设有与所述第二缺口相对应的第二凸起结构。
[0018]可选地，所述多级PEM电解槽中还设置有与所述进出水气孔连通的进出水气接头。
[0019]可选地，所述下端板中设置有与所述进出水气孔连通的进出水气通孔。
[0020]可选地，所述上端板与所述下端板之间的间隙中还设置有加强圈。
[0021]如上所述，本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，具有以下有益效果：通过于多级PEM电解槽中的下极板、双极板及上极板的边缘分别设置多个第一沟槽、第二沟槽及第三沟槽，利用第一沟槽连通下流道槽与进出水气孔，不同的第二沟槽分别连通下流道槽与进出水气孔及上流道槽与进出水气孔，第三沟槽连通上流道槽与进出水气孔，使下流道槽及上流道槽中的水气通过第一沟槽、第二沟槽及第三沟槽流入进出水气孔，并且通过利用设置有第一缺口及下表面设有下流道槽的下导水层，设置有第二缺口及上表面设有上流道槽的上导水层，避免了钛网的使用，实现了多单元的串联，简化了叠层单元的结构，提高了电解槽的装配效率，同时使上流道槽及下流道槽中的水气流动更加顺畅，提高了电解槽的电压稳定性，使电解槽的电压稳定性比使用钛网的电解槽的电压稳定性提高了10％，进一步提升了电解槽的工作效率，提升了电解槽的使用寿命；另外，于上端板与下端板之间的间隙中设置加强圈，在电解槽中的气压达到0.6MPa的情况下，电解槽仍能正常工作。
附图说明
[0022]图1显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的分解结构示意
图。
[0023]图2显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的结构示意图。
[0024]图3显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的下导水层的结构示意图。
[0025]图4显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的下密封框的结构示意图。
[0026]图5显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的膜电极的结构示意图。
[0027]图6显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的上密封框的结构示意图。
[0028]图7显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的上导水层的结构示意图。
[0029]图8显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的双极板的结构示意图。
[0030]图9显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的上导水层与双极板叠压过程示意图。
[0031]图10显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的上导水层与双极板叠压结构示意图。
[0032]图11显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的水气流向的示意图。
[0033]图12显示为本技术的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽的加强圈的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，其特征在于，包括：下端板，边缘设有多个第一螺栓孔，所述下端板的上表面设有凹槽；下极板，位于所述凹槽内，所述下极板的边缘设有多个贯穿所述下极板的第一沟槽；至少两个叠层单元，向上依次堆叠于所述下极板的上方，所述叠层单元包括向上依次叠置的下导水层、下密封框、膜电极、上密封框及上导水层，所述下导水层的下表面设有多个交叉贯通的下流道槽，所述上导水层的上表面设有多个交叉贯通的上流道槽；双极板，位于相邻两个所述叠层单元之间，且所述双极板的边缘设有多个贯穿所述双极板的第二沟槽；上极板，位于顶层的所述叠层单元的上表面，所述上极板的边缘设有多个贯穿所述上极板的第三沟槽；上端板及螺栓，所述上端板位于所述上极板的上方且边缘设有多个与所述第一螺栓孔一一对应的第二螺栓孔，所述螺栓通过所述第一螺栓孔及所述第二螺栓孔将所述上端板与所述下端板固定连接，且所述下极板、所述叠层单元、所述双极板、所述上极板及所述上端板边缘设有多个连通的进出水气孔，所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽与所述进出水气孔连通。2.根据权利要求1所述的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，其特征在于：所述下极板与所述凹槽的底面之间还设置有下密封垫；所述上端板与所述上极板之间设置有上密封垫，且所述上密封垫设有与所述进出水气孔一一对应且连通的通孔。3.根据权利要求1所述的具有导水气沟槽极板的多级PEM电解槽，其特征在于：所述第一沟槽与紧邻的所述下流道槽连通；所述第二沟槽与紧邻的所述上流道槽连通；所述第二沟槽与紧邻的所述下流道槽连通；所述第三沟槽与紧邻的所述上流道槽连通，其中，和所述上流道槽连通的所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗卫峰，田丰，
申请(专利权)人：氢电杭州科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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