一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构制造技术

技术编号:41205906 阅读:33 留言:0更新日期:2024-05-07 22:32
本发明专利技术公开了一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,该电极结构主体由导电催化层和气体提取层组成,为圆柱环形结构,加上用于封住底面的封底组件。该结构在导电催化层的外部涂覆有催化剂,气体提取层为膨体聚四氟乙烯。该电极可将气体和液体电解质分离,电极上不会产生气泡覆盖,实现水电解槽的无气泡运行,能减少电解槽的能量损失,并且无需隔膜和气液分离器等组件,提高制氢效率,同时也能省去隔膜、气液分离器等组件的使用,降低电解槽系统的设备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水制氢领域,具体涉及一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构


技术介绍

1、氢能作为未来最有潜力的能量载体,高效、清洁无污染且可再生,由此发展的绿色制氢技术受到广泛重视,利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多制氢技术中碳排放最低的技术。现有的已应用于工业的电解水制氢技术如质子交换膜(pem)电解水制氢和碱性电解水制氢等,其电解槽的基本结构包括阴阳极的电极以及用于分隔两电极和离子传输的隔膜或分离器,运行过程包括液体电解质进入电极,通过电极上的催化剂层发生电化学反应,产生的氢气或氧气随着液体电解质一同离开电极,隔膜用于将两电极上产生的气体在物理上分隔开,防止气体交叉,同时也起到离子导体的作用。然而,电极上产生的气体会在发生反应的催化活性位点上积聚,甚至堵塞反应位点和离子传输路径,导致能量损失,进而使电解槽的制氢效率下降。

2、电极上气泡的覆盖对电解水能量效率的影响已经引起了研究者的重视,许多研究集中于气泡的去除上,例如设计具有超疏水性的电极结构,或是提高液体电解质的流速,以加速气泡的形成和分离。近年也有研究设计出无需隔膜或分离器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,包括导电催化层(3),导电催化层(3)的内部沿长度方向开设有气体通道(5),气体通道(5)的内表面设置有气体提取层(4);导电催化层(3)和气体提取层(4)的底部共同连接有封底(6);

2.根据权利要求1所述的一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,所述气体通道(5)的上端设置有气管连接口(2),气管连接口(2)设置在导电催化层(3)的内部,气管连接口(2)的直径小于导电催化层(3);气管连接口(2)和气管接头连接。

3.根据权利要求2所述的一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,包括导电催化层(3),导电催化层(3)的内部沿长度方向开设有气体通道(5),气体通道(5)的内表面设置有气体提取层(4);导电催化层(3)和气体提取层(4)的底部共同连接有封底(6);

2.根据权利要求1所述的一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,所述气体通道(5)的上端设置有气管连接口(2),气管连接口(2)设置在导电催化层(3)的内部,气管连接口(2)的直径小于导电催化层(3);气管连接口(2)和气管接头连接。

3.根据权利要求2所述的一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,气管连接口(2)的内表面为螺纹结构。

4.根据权利要求1所述的一种能实现电解水制氢无气泡运行的电极结构,其特征在于,所述导电催化层(3)的顶部向上凸出有导电连接块(1)。

5....

【专利技术属性】
技术研发人员:苏进展林传捷张研王浩魏雯雯
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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