一种PEM电解水用一体化双极板组件的制作方法

本技术涉及电解水制氢，特别是涉及一种pem电解水用一体化双极板组件。

背景技术：

1、在如图1所示，为pem电解水槽电解小室的核心结构，按顺序布置依次是双极板1、阳极气体扩散层2、ccm(包括阳极催化剂42、质子交换膜41、阴极催化剂43)、阴极气体扩散层3、双极板1。现有的pem电解槽中，为了进一步提高传质效率，会在双极板1和气体扩散层之间增加一层三维多孔金属网结构。上述的各部件相对独立，形成的结构较为复杂，一方面给电解槽的装配带来了难题，整体装配效率下降。另一方面，由于相关结构在电解槽阳极环境下的钝化氧化造成接触电阻增加，进而导致电解槽的能量转化效率下降，为防止接触电阻的增加，需要对双极板1、金属网结构及阳极气体扩散层2进行表面贵金属涂层处理，以延缓相关部件在电解槽阳极环境下的钝化氧化，导致贵金属涂层处理的表面积增大，进一步增加了电解槽的制造成本。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是：提出了一种pem电解水用一体化双极板组件，将双极板、阳极金属网以及阳极气体扩散层通过焊接的方式形成一体结构，有效提高电解槽的装配效率，以及降低贵金属涂层处理的表面积，有效节约电解槽的制造成本。

2、本实用新型的技术解决方案是这样实现的：一种pem电解水用一体化双极板组件，包括双极板、设置于双极板的阳极侧的阳极气体扩散层；

3、所述双极板与阳极气体扩散层之间设有阳极金属网；

4、所述双极板、阳极气体扩散层、阳极金属网之间在边缘位置沿周向焊接密封形成一体结构；所述一体结构的背向双极板的表面上设有抗氧化金属涂层。

5、进一步的，所述双极板的阳极侧的侧面、阳极金属网、阳极气体扩散层均具有传质区域以及环绕传质区域的外侧形成的所述边缘位置；所述阳极金属网的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接，以及所述阳极气体扩散层的边缘位置与阳极金属网的边缘位置相互焊接；或者，所述阳极金属网的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接，以及所述阳极气体扩散层的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接。

6、进一步的，所述抗氧化金属涂层为钛金属涂层。

7、进一步的，形成所述一体结构的焊接方式为超声波焊接或者激光焊接。

8、进一步的，所述阳极金属网的四周设置有一圈金属薄板结构；所述阳极金属网的边缘位置形成于金属薄板结构上，以及所述传质区域形成于阳极金属网上。

9、进一步的，所述阳极金属网的孔径尺寸大于阳极气体扩散层的孔径尺寸。

10、进一步的，所述一体化双极板组件包括设置于双极板的阴极侧的阴极气体扩散层、设置于双极板和阴极气体扩散层之间的阴极金属网；所述双极板、阴极气体扩散层、阴极金属网之间在边缘位置沿周向焊接密封形成整体结构。

11、由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

12、1、本实用新型中，将双极板、阳极金属网以及阳极气体扩散层通过焊接的方式形成一体结构，该一体结构整体进行装配，以能够有效提高电解槽的装配效率。以及该一体结构中，可以只对一体结构上的其中一个表面进行抗氧化金属涂层处理，以延缓该一体结构在电解槽阳极环境下的钝化氧化，能够有效降低抗氧化金属涂层处理的表面积，节约电解槽的制造成本。

13、2、本实用新型中，阳极金属网的孔径和阳极气体扩散层的孔径相互配合形成梯度孔径，阳极金属网和阳极气体扩散层之间构成梯度扩散通道，以有效促进气液质量传递，降低电解水制氢的能耗。

技术特征：

1.一种pem电解水用一体化双极板组件，包括双极板、设置于双极板的阳极侧的阳极气体扩散层；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：所述双极板的阳极侧的侧面、阳极金属网、阳极气体扩散层均具有传质区域以及环绕传质区域的外侧形成的所述边缘位置；所述阳极金属网的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接，以及所述阳极气体扩散层的边缘位置与阳极金属网的边缘位置相互焊接；或者，所述阳极金属网的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接，以及所述阳极气体扩散层的边缘位置与双极板的边缘位置相互焊接。

3.根据权利要求1所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：所述抗氧化金属涂层为钛金属涂层。

4.根据权利要求1所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：形成所述一体结构的焊接方式为超声波焊接或者激光焊接。

5.根据权利要求2所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：所述阳极金属网的四周设置有一圈金属薄板结构；所述阳极金属网的边缘位置形成于金属薄板结构上，以及所述传质区域形成于阳极金属网上。

6.根据权利要求1所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：所述阳极金属网的孔径尺寸大于阳极气体扩散层的孔径尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种pem电解水用一体化双极板组件，其特征在于：所述一体化双极板组件包括设置于双极板的阴极侧的阴极气体扩散层、设置于双极板和阴极气体扩散层之间的阴极金属网；所述双极板、阴极气体扩散层、阴极金属网之间在边缘位置沿周向焊接密封形成整体结构。

技术总结本技术公开了一种PEM电解水用一体化双极板组件，包括双极板、设置于双极板的阳极侧的阳极气体扩散层；所述双极板与阳极气体扩散层之间设有阳极金属网；所述双极板、阳极气体扩散层、阳极金属网之间在边缘位置沿周向焊接密封形成一体结构；所述一体结构的背向双极板的表面上设有抗氧化金属涂层。本技术将双极板、阳极金属网以及阳极气体扩散层通过焊接的方式形成一体结构，有效提高电解槽的装配效率，以及降低贵金属涂层处理的表面积，有效节约电解槽的制造成本。技术研发人员：曹朋飞,杨大伟,茹小飞,侯倩受保护的技术使用者：苏州科润新材料股份有限公司技术研发日：20230720技术公布日：2024/4/17