本发明专利技术涉及氢能源技术领域，提供一种模块化电解槽、电解槽系统及制作方法。该模块化电解槽包括：依次排列的第一端板模块组合体、第一单极框模块组合体、单数个双极框模块组合体、第二单极框模块组合体和第二端板模块组合体；双极框模块组合体包括位于中间位置的中间双极框模块组合体，中间双极框模块组合体的端部连接有第一接线柱；第一单极框模块组合体的端部连接有第二接线柱；第二单极框模块组合体的端部连接有第三接线柱；第二接线柱与第三接线柱的极性相同，且与第一接线柱的极性相反。本发明专利技术优化了结构，合理布局，降低制氢的耗电量；降低了电解电阻，优化了电解液的循环梁；提高了供电系统的承载能力，降低了供电单元设计和制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢能源，尤其涉及一种模块化电解槽、电解槽系统及制作方法。
技术介绍
1、氢能以其来源广、可储存、燃烧热值高和无碳排放量等特点，被广泛应用于钢铁、电子和医疗等领域。目前，氢气的多种制取方式中，通过电解水制取氢气的方式最为环保，被认为是未来制氢的必然发展方向。
2、电解水制氢中的关键设备是电解槽，而电解槽中的关键部件之一为双极板。双极板不仅用于支撑电极板和隔膜，还用于为电解后的气液两相流体提供流场，确保电解后的气液两相流体的流畅度。现有技术中的pem电解水制氢技术，不同于碱性电解水制氢技术，而用纯水作为电解水制氢的循环液体，它最大的优势提高了电流密度，大幅降低了耗电量，但是，由于pem电解槽电解水制氢是呈酸性状态下工作，需要用铂金属作催化剂，另外采用质子膜，其价格也较昂贵，再加催化剂极板的成形工艺较复杂，使之pem电解槽的制造成本大幅度提高。故，寻找一种能够降低耗电量，降低电解水制氢成本的制氢设备，是发展电解水制氢技术的关键攻关课题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种模块化电解槽、电解槽系统及制作方法，用以解决现有技术中电解水制氢存在的耗电量高、制氢成本高的缺陷，通过对电解槽的模块化优化，降低制氢的耗电量，并通过供电模式的优化，电源所承载电流量相对较低，降低了供电单元设计和制造成本。
2、本专利技术提供一种模块化电解槽，包括：依次排列的第一端板模块组合体、第一单极框模块组合体、单数个双极框模块组合体、第二单极框模块组合体和第二端板模块组合体；</p>3、所述双极框模块组合体包括位于中间位置的中间双极框模块组合体，所述中间双极框模块组合体的端部连接有第一接线柱；所述第一单极框模块组合体的端部连接有第二接线柱；所述第二单极框模块组合体的端部连接有第三接线柱；
4、其中，所述第二接线柱与所述第三接线柱的极性相同，且与所述第一接线柱的极性相反。
5、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述中间双极框模块组合体包括：
6、中间双极框；
7、第一阳极板，所述第一阳极板压紧设于所述中间双极框的一侧，以形成阳极电解小室；
8、第一隔膜，所述第一隔膜压紧设于所述第一阳极板的外侧；
9、第二阳极板，所述第二阳极板压紧设于所述中间双极框的另一侧，以形成阳极电解小室。
10、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，位于靠近所述第二阳极板一侧的所述双极框模块组合体包括：
11、第一双极框；
12、第一阴极板，所述第一阴极板压紧设于所述第一双极框靠近所述第二阳极板的一侧，以形成阴极电解小室；
13、第二隔膜，所述第二隔膜压紧设于所述第一阴极板的外侧；
14、第三阳极板，所述第三阳极板压紧设于所述第一双极框远离所述第二阳极板的一侧，以形成阳极电解小室；
15、位于靠近所述第一隔膜一侧的所述双极框模块组合体包括：
16、第二双极框；
17、第二阴极板，所述第二阴极板压紧设于所述第二双极框靠近所述第一隔膜的一侧，以形成阴极电解小室；
18、第四阳极板，所述第四阳极板压紧设于所述第二双极框远离所述第一隔膜的一侧，以形成阳极电解小室；
19、第三隔膜，所述第三隔膜压紧设于所述第四阳极板的外侧。
20、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述第一单极框模块组合体包括：
21、第一单极框；
22、第三阴极板，所述第三阴极板压紧设于所述第一单极框靠近所述第三阳极板的一侧，以形成阴极电解小室；
23、第四隔膜，所述第四隔膜压紧设于对应的所述第三阴极板与所述第三阳极板之间；
24、所述第二单极框模块组合体包括：
25、第二单极框；
26、第四阴极板，所述第四阴极板压紧设于所述第二单极框靠近所述第三隔膜的一侧，以形成阴极电解小室。
27、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述中间双极框、所述第一双极框和所述第二双极框一侧的外缘设置有第一凹槽，用于安装密封垫片；另一侧的内缘设置有第二凹槽，用于安装隔膜和电极板。
28、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述第一单极框一侧的外缘设置有第三凹槽，另一侧的内缘设置有第四凹槽；所述第二单极框两侧的外缘设置有第五凹槽；其中，
29、所述第三凹槽用于安装密封垫片，所述第四凹槽用于安装所述第三阴极板和所述第四隔膜，所述第五凹槽用于安装密封垫片，且所述第四阴极板与对应的所述密封垫片密封连接。
30、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述中间双极框、所述第一双极框、所述第二双极框、所述第一单极框、所述第二单极框的一端设有相互连通的排气口，所述中间双极框、所述第一双极框、所述第二双极框、所述第一单极框、所述第二单极框的另一端设有相互连通的进液口；其中，
31、所述排气口和所述进液口分别与相应的所述阴极电解小室和所述阳极电解小室连通。
32、根据本专利技术提供的一种模块化电解槽，所述第一端板模块组合体包括：
33、第一端板；
34、第一绝缘组件，所述第一绝缘组件设于所述第一端板靠近所述第一单极框模块组合体的一侧；
35、所述第二端板模块组合体包括：
36、第二端板；
37、第二绝缘组件，所述第二绝缘组件设于所述第二端板靠近所述第二单极框模块组合体的一侧。
38、本专利技术还提供一种电解槽系统，包括：多个本专利技术实施例中的模块化电解槽，多个所述模块化电解槽串联连接。
39、本专利技术还提供一种模块化电解槽的制作方法，包括：
40、将中间双极框、第一双极框、第二双极框、第一单极框、第二单极框、第一端板、第二端板、阳极板、隔膜、阴极板、绝缘组件和密封垫片依次摆放至分料平台上；
41、通过人工智能操作平台识别分料平台上的零件，并基于待组装的模块组合体所需零件，控制机械手抓取分料平台上对应的零件并放置于对应的装配平台上；
42、在装配平台上，通过翻转零件，将阳极板、隔膜、阴极板分别对应组装到中间双极框、第一双极框和第二双极框的对应侧面；
43、在装配平台上，将绝缘组件对应组装到第一端板和第二端板的一侧面上；
44、通过检测平台检测装配完成的模块组合体是否合格，针对检测不合格的模块组合体，送至产品待查区，进行人工检测。
45、本专利技术提供的一种模块化电解槽，通过模块化设计，将第一端板模块组合体、第一单极框模块组合体、单数个双极框模块组合体、第二单极框模块组合体和第二端板模块组合体依次排列组合，采用单极框模块与多个双极框模块组合的形式，优化结构，合理布局，降低电压损失，降低制氢的耗电量；且采用了特殊的双极框模块组合体，降低了电解电阻，优化了电解液的循环梁；采用了“一正二负”的供电模式，使供电电源得以合理分流，提高了供电系统的承载能力，降低了供电单本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种模块化电解槽，其特征在于，包括：依次排列的第一端板模块组合体、第一单极框模块组合体、单数个双极框模块组合体、第二单极框模块组合体和第二端板模块组合体；
2.根据权利要求1所述的模块化电解槽，其特征在于，所述中间双极框模块组合体包括：
3.根据权利要求2所述的模块化电解槽，其特征在于，位于靠近所述第二阳极板一侧的所述双极框模块组合体包括：
4.根据权利要求3所述的模块化电解槽，其特征在于，所述第一单极框模块组合体包括：
5.根据权利要求3或4所述的模块化电解槽，其特征在于，所述中间双极框、所述第一双极框和所述第二双极框一侧的外缘设置有第一凹槽，用于安装密封垫片；另一侧的内缘设置有第二凹槽，用于安装隔膜和电极板。
6.根据权利要求4所述的模块化电解槽，其特征在于，所述第一单极框一侧的外缘设置有第三凹槽，另一侧的内缘设置有第四凹槽；所述第二单极框两侧的外缘设置有第五凹槽；其中，
7.根据权利要求4或6所述的模块化电解槽，其特征在于，所述中间双极框、所述第一双极框、所述第二双极框、所述第一单极框、所述第二单极框的一端设有相互连通的排气口，所述中间双极框、所述第一双极框、所述第二双极框、所述第一单极框、所述第二单极框的另一端设有相互连通的进液口；其中，
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的模块化电解槽，其特征在于，所述第一端板模块组合体包括：
9.一种电解槽系统，其特征在于，包括：多个如权利要求1至8中任意一项所述的模块化电解槽，多个所述模块化电解槽串联连接。
10.一种模块化电解槽的制作方法，其特征在于，包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种模块化电解槽，其特征在于，包括：依次排列的第一端板模块组合体、第一单极框模块组合体、单数个双极框模块组合体、第二单极框模块组合体和第二端板模块组合体；
2.根据权利要求1所述的模块化电解槽，其特征在于，所述中间双极框模块组合体包括：
3.根据权利要求2所述的模块化电解槽，其特征在于，位于靠近所述第二阳极板一侧的所述双极框模块组合体包括：
4.根据权利要求3所述的模块化电解槽，其特征在于，所述第一单极框模块组合体包括：
5.根据权利要求3或4所述的模块化电解槽，其特征在于，所述中间双极框、所述第一双极框和所述第二双极框一侧的外缘设置有第一凹槽，用于安装密封垫片；另一侧的内缘设置有第二凹槽，用于安装隔膜和电极板。
6.根据权利要求4所述的模块化电解槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭文礼，郭晔恒，孔瑞蕾，巩秀峰，尹怀川，
申请(专利权)人：河南恒聚新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。