【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、电转x(power-to-x)涉及电力转换、能量储存和使用剩余电功率的再转换路径，典型地是在波动的可再生能源发电超过负载的时段期间。
2、电解槽是利用电力驱动电化学反应例如将水分解成氢气和氧气的装置。电解槽的构造与电池或燃料电池非常相似；它由阳极、阴极和电解质组成。
3、电解槽产生的氢气非常适合用于氢燃料电池。电解槽中发生的反应与燃料电池中的反应非常相似，只是阳极和阴极中发生的反应相反。在燃料电池中，阳极是消耗氢气的地方，而在电解槽中，氢气是在阴极处产生的。当电解反应所需的电能来自可再生能源(比如风能或太阳能系统)时，可以形成非常可持续的系统。
4、直流电解(效率最多80％至85％)可以用于产生氢气，该氢气又可以经由甲烷化转化为甲烷(ch4)，或将氢气与co2一起转化为甲醇，或转化为其他物质。
5、以这种方式(例如通过风力涡轮机)产生的能量(比如氢气)然后可以被储存以供以后使用。
6、电解槽可以以多种不同的方式配置，并且通常分为两种主要设计：单极和双极。单极设计典型地使用液体电解质(碱性液体)，双极设计使用固体聚合物电解质(质子交换膜)。
7、碱性水电解有两个电极在氢氧化钾(koh)或氢氧化钠(naoh)的液体碱性电解质溶液中操作。这些电极由隔膜分开，从而将产物气体氧气o2和氢气h2分开，并将氢氧根离子(oh-)从一个电极输送到另一个电极。
8、其他燃料和燃料电池包括磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、以及所有它
9、如果设备中工作的流体溶液是在给定温度内以优化效率，则这是优点。如果设备可以紧凑且可扩展，则这也是优点。
技术实现思路
1、本专利技术的实施例的目的是提供一种用于电解槽的盒，该电解槽易于生产、高效且可扩展。
2、本专利技术提供了一种用于电解槽的盒，该盒包括冷却板和电解质板，在该冷却板与该电解质板之间限定了电解质流动路径，并且其中，电解质板在第一端部区段处形成有至少一个电解质流体入口并且在第二相反端部区段处形成有至少一个气体出口，并且在第一端部区段与第二端部区段之间限定了活性区域，其中，该至少一个气体出口中的至少一个被出口堵塞物(blockade)部分地包围，在该出口堵塞物中形成有开口，从而仅允许气体经由出口堵塞物中的开口朝向该至少一个气体出口离开第二端部区段。
3、因此，本专利技术提供了一种用于电解槽的盒。该盒包括冷却板和电解质板，该冷却板和该电解质板相对于彼此布置成使得在冷却板与电解质板之间限定电解质流动路径。电解质板可以例如为阳极电解质板的形式或阴极电解质板的形式。
4、电解槽盒可以与几个其他电解槽盒叠置以形成电解槽。
5、可以在冷却板的与面向电解质板和电解质流动路径的那侧相反的一侧形成冷却流动路径。这允许在冷却路径中流动的冷却流体向在电解质流动路径中流动的电解质流体提供冷却。相应地，由此可以获得电解质流体的合适温度，并且这确保电解槽能够以高效的方式操作。
6、电解质板形成有至少一个电解质流体入口和至少一个气体出口。相应地，供应至电解质流动路径的电解质流体(主要呈液态形式)以及离开电解质流动路径的电解质流体(主要呈气态形式)可以穿过电解质板。这将在电解质板形成电解槽盒的一部分时以及在这种电解槽盒与其他电解槽盒叠置以形成电解槽时，允许电解质流体被供应到相应的电解质流动路径以及从相应的电解质流动路径收回。
7、该至少一个电解质流体入口形成在电解质板的第一端部区段处，并且该至少一个气体出口形成在电解质板的第二相反端部区段处。相应地，该至少一个流体入口和该至少一个气体出口布置在电解质板的相反两端处，例如沿电解质板的长度方向看到的。因此，在电解质流动路径中从该至少一个流体入口流动到该至少一个气体出口的电解质流体将沿着电解质板的大部分区域经过。
8、活性区域限定在第一端部区段与第二端部区段之间，并且由此也限定在该至少一个电解质流体入口与该至少一个气体出口之间。相应地，在电解质流动路径中流动的电解质经过活性区域。活性区域可以例如设置有电解质板开口和/或被膜覆盖。电解质板开口形成电解质板的多孔区域并且可以被适配成使气体在位于电解质板的一侧的膜与位于电解质板的另一侧的电解质流动路径之间穿过电解质板。当电解槽盒叠置成电解槽时，一个电解槽盒的阳极电解质板将布置为邻近于邻近的电解槽盒的阴极电解质板，并且膜将布置在该阳极电解质板与该阴极电解质板之间。这允许水力离子(hydronic ion，h-)从阴极电解质板经由膜输送到阳极电解质板，同时保持电解产生的产物气体(例如分别是o2和h2)分开。相应地，活性区域限定了电解槽中发生电解的部分。
9、该至少一个气体出口中的至少一个被出口堵塞物部分地包围，在该出口堵塞物中形成有开口，从而仅允许气体经由出口堵塞物中的开口朝向该至少一个气体出口离开第二端部区段。相应地，出口堵塞物将该至少一个气体出口与第二端部区段部分地分开，并且从第二端部区段到该至少一个气体出口的唯一通路是经由形成在出口堵塞物中的开口。离开活性区域并经由第二端部区段朝向该至少一个气体出口流动的电解质流体可以呈蒸气的形式，即产物气体与液体电解质的混合物的形式。期望仅产物气体经由该至少一个气体出口离开电解槽，而期望将液体电解质保留在电解槽中。这是由于液体在系统中传递可能会导致短路。此外，期望所有液体电解质都用于电解过程。
10、出口堵塞物防止从活性区域经由第二端部区段朝向该至少一个气体出口流动的蒸气直接且不受阻碍地进入该至少一个气体出口。替代地，出口堵塞物形成了迫使蒸气流特别在由第二端部区段限定的区域内遵循较长流动路径的障碍物。这增加了蒸气流的液态部分与障碍物、侧壁或类似物相互作用的可能性，从而引起蒸气的液态部分和气态部分分开。相应地，主要产物气体将经由该至少一个气体出口离开第二端部区段，并且蒸气的液态部分将主要保留在系统中。液体可以被排回到活性区域中，并且因此可以在那里发生的电解过程中被使用。
11、出口堵塞物中的开口可以布置在该至少一个气体出口的与面向活性区域那侧相反的一侧处。根据该实施例，出口堵塞物中的开口被定位成使得从活性区域进入第二端部区段的蒸气在到达出口堵塞物中的开口之前需要经过由该至少一个气体出口限定的区域，该蒸气可以经由该开口到达气体出口并离开电解槽。这甚至进一步增加了蒸气流的液态部分与障碍物、侧壁或类似物相互作用的可能性，从而引起蒸气的液态部分和气态部分分开，并且因此甚至进一步降低了液体进入气体出口的风险。
12、出口堵塞物可以进一步形成有与开口基本上相反布置的出口堵塞物排放口。根据该实施例，从第二端部区段穿过出口堵塞物中的开口的液体可以经由堵塞物排放口朝向第二端部区段排放回来，而不是进入气体出口，从而进一步降低了液体进入气体出口的风险。
13、出口堵塞物中的开口和堵塞物排放口可以布置成使得堵塞物排放口比本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电解槽的盒(1)，该盒(1)包括冷却板(2)和电解质板(3a，3c)，在该冷却板与该电解质板之间限定了电解质流动路径(6a，6c)，并且其中，该电解质板(3a，3c)在第一端部区段处形成有至少一个电解质流体入口(8in，9in)且在第二相反端部区段处形成有至少一个气体出口(8out，9out)、并且在该第一端部区段与第二端部区段之间限定活性区域，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)中的至少一个被出口堵塞物(28)部分地包围，在该出口堵塞物中形成有开口(29)，从而仅允许气体经由该出口堵塞物(28)中的该开口(29)朝向该至少一个气体出口(8out，9out)离开该第二端部区段。
2.根据权利要求1所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)中的该开口(29)布置在该至少一个气体出口(8out，9out)的与面向该活性区域的那侧相反的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)进一步形成有与该开口(29)基本上相反布置的出口堵塞物排放口(30)。
4.根据前述权利要求中任一项
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)由该电解质板(3a，3c)和/或该冷却板(2)上的一个或多个突出部形成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)设置有外垫片(31)，并且其中，该外垫片(31)形成有伸入该气体出口(8out，9out)中的珠缘(32)，其中，这些珠缘(32)延伸到该盒(1)的气体出口(8out，9out)中以及邻近的盒(1)的气体出口(8out，9out)中。
7.根据权利要求6所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该外垫片(31)位于该至少一个气体出口(8out，9out)的外圆周处，并且布置成当另一盒(1)邻近于该盒(1)定位时与外部密封。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)和/或该冷却板(2)关于该板(2，3a，3c)的沿该板(2，3a，3c)的长度方向延伸的中心线(L)对称。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)进一步形成有用于冷却流体穿过该电解质板(3a，3c)的冷却入口开口(7in)和冷却出口开口(7out)。
10.根据权利要求10所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)位于该冷却入口开口(7in)与该冷却出口开口(7out)之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)限定沿该盒(1)的长度方向经过的中心线(L)，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)包括阳极气体出口(8out)和阴极气体出口(9out)，并且其中，该阳极气体出口(8out)位于该中心线(L)的第一侧，而该阴极气体出口(90ut)位于该中心线(L)的第二相反侧。
12.根据权利要求11所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该阳极气体出口(8out)位于该中心线(L)的第一侧、基本上在该电解质板(3a，3c)的第一侧边缘与该中心线(L)之间的中间，并且/或者该阴极气体出口(9out)位于该中心线(L)的第二侧、基本上在该电解质板(3a，3c)的第二侧边缘与该中心线(L)之间的中间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该盒(1)包括两个冷却板(2)以及呈阳极电解质板(3a)和阴极电解质板(3c)形式的两个电解质板(3a，3c)，并且其中，所述两个冷却板(2)位于该阳极电解质板(3a)与该阴极电解质板(3c)之间。
14.根据权利要求13所述的用于电解槽的盒(1)，其中，这些电解质板(3a，3c)和冷却板(2)各自形成有用于冷却流体穿过该板(2，3a，3c)的冷却开口(7in，7out)、用于阳极电解质流体穿过该板(2，3a，3c)的至少一个阳极电解质流体入口(8in)、用于阴极电解质流体穿过该板(2，3a，3c)的至少一个阴极电解质流体入口(9in)、用于阳极气体穿过该板(2，3a，3c)的至少一个阳极气体出口(8out)、以及用于阴极气体穿过该板(2，3a，3c)的至少一个阴极气体出口(9out)，并且其中，相应开口(7in，7out，8in，9in，8ou...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电解槽的盒(1)，该盒(1)包括冷却板(2)和电解质板(3a，3c)，在该冷却板与该电解质板之间限定了电解质流动路径(6a，6c)，并且其中，该电解质板(3a，3c)在第一端部区段处形成有至少一个电解质流体入口(8in，9in)且在第二相反端部区段处形成有至少一个气体出口(8out，9out)、并且在该第一端部区段与第二端部区段之间限定活性区域，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)中的至少一个被出口堵塞物(28)部分地包围，在该出口堵塞物中形成有开口(29)，从而仅允许气体经由该出口堵塞物(28)中的该开口(29)朝向该至少一个气体出口(8out，9out)离开该第二端部区段。
2.根据权利要求1所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)中的该开口(29)布置在该至少一个气体出口(8out，9out)的与面向该活性区域的那侧相反的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)进一步形成有与该开口(29)基本上相反布置的出口堵塞物排放口(30)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该盒(1)被定向成使得形成在该出口堵塞物(28)中的该开口(29)布置在该至少一个气体出口(8out，9out)上方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该出口堵塞物(28)由该电解质板(3a，3c)和/或该冷却板(2)上的一个或多个突出部形成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)设置有外垫片(31)，并且其中，该外垫片(31)形成有伸入该气体出口(8out，9out)中的珠缘(32)，其中，这些珠缘(32)延伸到该盒(1)的气体出口(8out，9out)中以及邻近的盒(1)的气体出口(8out，9out)中。
7.根据权利要求6所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该外垫片(31)位于该至少一个气体出口(8out，9out)的外圆周处，并且布置成当另一盒(1)邻近于该盒(1)定位时与外部密封。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)和/或该冷却板(2)关于该板(2，3a，3c)的沿该板(2，3a，3c)的长度方向延伸的中心线(l)对称。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)进一步形成有用于冷却流体穿过该电解质板(3a，3c)的冷却入口开口(7in)和冷却出口开口(7out)。
10.根据权利要求10所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该至少一个气体出口(8out，9out)位于该冷却入口开口(7in)与该冷却出口开口(7out)之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的用于电解槽的盒(1)，其中，该电解质板(3a，3c)限定沿该盒(1)的长度方向经过的中心线(l)，其中，该至少一个气体出...
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