【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解水制氢，尤其涉及一种用于pem电解槽的双极板密封结构。
技术介绍
1、随着全球对清洁能源需求的迅速增长，水电解作为一种高效、环保的能源转换技术受到了广泛关注。其中，聚合物电解质膜(pem)电解槽作为关键组件，用于实现水的电解产氢。
2、在过去的几十年里，pem电解槽领域取得了重要突破，在双极板的材料选择、导电性能和流道设计等方面的研究已逐渐成熟。然而，现有pe m电解槽在双极板设计及密封结构方面仍不完善，如出现气体交叉扩散(氢氧窜漏)、氢气泄漏等问题，以及双极板阴极流道在高压力下剪切碳纸致使碳丝被截断，双极板与碳纸接触不良导致接触电阻大，pem极板两相流阻过大导致气液两相分配不均匀形成了局部热点烧毁膜电极，密封困难等问题。
3、现有pem电解槽在双极板设计及密封结构方面的上述问题限制了电解槽的效率、稳定性和安全性，存在较大改进空间。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种用于pem电解槽的双极板密封结构，用以解决双极板设计不完善以及密封性能较差的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种用于pem电解槽的双极板密封结构，包括正面为阳极面、背面为阴极面的双极板，以及设于双极板的阳极面、阴极面外侧的盖片、密封圈；其中，
3、双极板的阳极面上依次设有阳极入口、入口分配区、第一反应区流道、二次分配区、第二反应区流道、出口分配区、阳极出口；
4、双极板的阴极面上依次设有阴极出口一、第一分
5、盖片分别布设于上述阳极入口、阳极出口、阴极出口一、阴极出口二所处区域，并覆盖入口分配区、出口分配区、第一分配区、第二分配区；盖片用于匹配与其连接的密封圈；
6、密封圈设置于盖片的外侧，并覆盖双极板的阳极面上除气体入口、入口分配区、第一反应区流道、二次分配区、第二反应区流道、出口分配区、气体出口之外的区域，或覆盖双极板的阴极面上除阴极出口一、第一分配区、第一流道区、二次分流区、第二流道区、第二分配区、阴极出口二之外的区域；密封圈的一侧与双极板密封连接，另一侧用于与pem电解槽的膜电极边框密封连接。
7、上述技术方案的有益效果如下：提出了一种具有创新密封设计的pe m电解槽双极板密封结构，以提高气体分隔效率和防止氢气泄漏，上述结构设计实现了pem电解槽双极板的高压密封性能，能够支持超过4mp a的密封压力。这一突破性设计显著提高了pem电解槽的密封性能，降低了氢气泄漏风险。
8、基于上述装置的进一步改进，双极板上，阳极面的阳极入口与阴极面的阴极出口一所处区域重叠，阳极面的第一反应区流道与阴极面的第一流道区所处区域重叠，阳极面的第二反应区流道与阴极面的第二流道区所处区域重叠，阳极面的二次分配区与阴极面的二次分流区所处区域重叠，阳极面的阳极出口与阴极面的阴极出口二所处区域重叠。
9、进一步，双极板的材质为金属钛；并且，
10、双极板上，阳极面的第一反应区流道、第二反应区流道的单个流道内均电镀铂；阴极面的第一流道区、第二流道区的单个流道内也均电镀铂。
11、进一步，双极板上，阳极面的阳极入口、入口分配区、第一反应区流道、二次分配区、第二反应区流道、出口分配区、阳极出口从上至下依次设置；并且，
12、第一反应区流道、二次分配区、第二反应区流道所构成的区域为矩形；阳极入口、阳极出口位于该矩形区域的一上下对角线上。
13、进一步，双极板上，阳极面的入口分配区、出口分配区均由多个分散排布的圆柱凸点和多个断开的导流结构构成；其中，
14、每一断开的导流结构均沿竖直方向布设；
15、所有圆柱凸点呈一字型排列，其一侧为对应的入口分配区或出口分配区，其另一侧为相应的密封圈或断开的导流结构；
16、所有断开的导流结构的一侧为圆柱凸点，另一侧连接气体入口或气体出口。
17、进一步，每一断开的导流结构均为断开的导流槽结构；并且，
18、双极板上，阳极面的第一反应区流道、第二反应区流道中，流道区脊部面积均大于流道沟槽面积；
19、阴极面的第一流道区、第二流道区中的流道，流道脊部宽度不均匀，流道槽宽度也不均匀。
20、进一步，每一盖片的材质均为钛，通过激光点焊或粘接的方式装配于双极板上。
21、进一步，双极板的阳极面外侧还设有钛毡卡槽、双极板的阴极面外侧设有碳纸卡槽；其中，
22、双极板的阳极面外侧通过所述钛毡卡槽贴设pem电解槽的钛毡，双极板的阴极面外侧通过所述碳纸卡槽贴设pem电解槽的碳纸；
23、钛毡的尺寸与钛毡卡槽的外围尺寸一致，碳纸的尺寸与碳纸卡槽的外围尺寸一致。
24、进一步，双极板的阴极面侧的密封圈、双极板的阳极面侧的密封圈在双极板的两侧重叠。
25、进一步，双极板的边缘处有设有多个用于电堆装配的螺栓孔。
26、提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本专利技术的重要特征或必要特征，也无意限制本专利技术的范围。
【技术保护点】
1.一种用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，包括正面为阳极面、背面为阴极面的双极板，以及设于双极板的阳极面、阴极面外侧的盖片、密封圈；其中，
2.根据权利要求1所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板上，阳极面的阳极入口(1)与阴极面的阴极出口一(8)所处区域重叠，阳极面的第一反应区流道与阴极面的第一流道区所处区域重叠，阳极面的第二反应区流道与阴极面的第二流道区所处区域重叠，阳极面的二次分配区(6)与阴极面的二次分流区(10)所处区域重叠，阳极面的阳极出口(2)与阴极面的阴极出口二(9)所处区域重叠。
3.根据权利要求1或2所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板的材质为金属钛；并且，
4.根据权利要求3所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板上，阳极面的阳极入口(1)、入口分配区(5)、第一反应区流道、二次分配区(6)、第二反应区流道、出口分配区、阳极出口(2)从上至下依次设置；并且，
5.根据权利要求4所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板上，阳
6.根据权利要求5所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，每一断开的导流结构均为断开的导流槽结构；并且，
7.根据权利要求6所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，每一盖片的材质均为钛，通过激光点焊或粘接的方式装配于双极板上。
8.根据权利要求7所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板的阳极面外侧还设有钛毡卡槽(13)、双极板的阴极面外侧设有碳纸卡槽(14)；其中，
9.根据权利要求8所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板的阴极面侧的密封圈、双极板的阳极面侧的密封圈在双极板的两侧重叠。
10.根据权利要求9所述的用于PEM电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板的边缘处有设有多个用于电堆装配的螺栓孔(4)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于pem电解槽的双极板密封结构，其特征在于，包括正面为阳极面、背面为阴极面的双极板，以及设于双极板的阳极面、阴极面外侧的盖片、密封圈；其中，
2.根据权利要求1所述的用于pem电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板上，阳极面的阳极入口(1)与阴极面的阴极出口一(8)所处区域重叠，阳极面的第一反应区流道与阴极面的第一流道区所处区域重叠，阳极面的第二反应区流道与阴极面的第二流道区所处区域重叠，阳极面的二次分配区(6)与阴极面的二次分流区(10)所处区域重叠，阳极面的阳极出口(2)与阴极面的阴极出口二(9)所处区域重叠。
3.根据权利要求1或2所述的用于pem电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板的材质为金属钛；并且，
4.根据权利要求3所述的用于pem电解槽的双极板密封结构，其特征在于，双极板上，阳极面的阳极入口(1)、入口分配区(5)、第一反应区流道、二次分配区(6)、第二反应区流道、出口分配区、阳极出口(2)从上至下依次设置；并且，
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【专利技术属性】
技术研发人员：李庆雨，沈荣安，彭善龙，方川，周百慧，周炳辉，袁殿，
申请(专利权)人：北京亿华通氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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