一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，包括以下步骤：提出基本假设、建立电化学模型、气液两相流建模、优化。本发明专利技术通过对电极电解过程的建模、优化，经过气泡动力学，针对空隙结构进行拓扑优化，经过优化后，给出碱性电解槽在给定运行条件下，与之适配的电极厚度、孔隙率以及开孔形状，在此条件下控制电极表面气泡产生速率，使电极活性表面积尽可能增大，可以有效降低电极过电位，提高电解效率，同时减少气泡与电极之间的阻力，提高气泡在电解液中的扩散率，从而提高电流密度、降低反应能耗、降低电压需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极，尤其涉及了一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法。

技术介绍

1、工业用碱性电解槽通常是由电源模块、控制模块和反应模块组成，其中反应模块最为重要，反应模块是由电解槽、泵、加热器、气液分离器组成，电解槽是由多个电解小室叠加而成，由极框、阴阳两电极、隔膜、极板流道、主极板、垫片等组成。

2、碱性电解槽运行时oer(析氧反应)或her(析氢反应)电极表面部分被气相产物(氢/氧气泡)覆盖，气泡不能及时排出会导致电极活性面积降低，制约电解槽运行性能。析出气体的纵向输运主要发生在多孔镍电极远离隔膜侧及其与极板所夹流道中，其中镍电极的结构参数(开孔率、厚度等)与流道结构(拉伸板或乳突板的结构参数)及其耦合设计对电解槽性能有着重要影响。同时，不同容量及型号电解槽的小室面积、碱液流量等参数都需要定制化设计。

3、水电解槽的关键功能是通过电化学反应将电能转化为氢气，其中电极是水电解槽的关键部件，也是决定电解效率的关键因素。因此，大多数物理场都考虑了电化学过程及其和其他物理过程之间的作用，例如传热过程、传质过程和流体过程，这些研究评本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：所述混合物平均压力pm＝ρgφg+ρlφl，混合物平均速度其中...

【技术特征摘要】

1.一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种碱性电解水制氢镍电极网的优化设计方法，其特征在于：所述混合物平均压力pm＝ρgφg+ρlφl，混合物平均速度其中pm为混合物平...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪亚洲，王沛，段慧玲，吴谆，张鹏举，
申请(专利权)人：博菱苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：