碱性电解槽及电解水制氢设备的制作方法

本技术属于电解水制氢，尤其是涉及一种碱性电解槽及电解水制氢设备。

背景技术：

1、近年来，世界能源发生了重大变化，氢气被誉为“清洁能源”。因此，大规模的水电解制氢方法的研究在能源开发计划中，并围绕着电解水制氢设备，开展了大量的研究。电解水制氢目前主要有三种技术路线，即碱性电解(awe)，质子交换膜电解(pem)以及固体氧化物电解(soec)三种技术路线。碱性电解水制氢技术路线最为成熟，成本最低，目前更具经济性。

2、极板是碱性电解槽的关键部件之一，要求具有电导率高、气密性好、机械性能良好、耐腐蚀性好及成本低等特点。在碱性电解槽中，极板根据材料的不同可以分为金属极板和石墨极板。金属极板具有良好的导电性、导热性、机械加工性、制作工艺步骤较少，并且量产工艺成熟等优点。在碱性电解槽中，金属极板使用过程中存在易腐蚀的缺点，为了克服这个缺点不仅要做的很厚，还需要在表面使用改性涂层保护。

3、常见的金属极板由两部分组成：主极板和极框，结构示意图如图1所示，一块完整的极板由主极板和极框焊接，然后整体镀镍得到。极框在主极板外部，上面设置有上端的两组气道孔和下端的一组液道孔，极框上与主极板焊接的部分被称为舌板，极框最外侧剖面为锯齿状的密封线区，其余为隔膜和密封垫的重合区。

4、电解槽内部阴极与阳极的电解液是不能混合在一起的，而碱液从外部进入小室、阴极电解液与阳极电解液的分流进入电解槽内部的阴极电解液与阳极电解液流道、电解槽内部阴极电解液与阳极电解液分区流动进入制氢框架，上述三方面的功能都是由极框去实现的。

5、压滤式电解槽电解小室内部的主极板表面布有球形的凹凸结构(乳突板)，这些凹凸结构一方面可以使隔膜两侧的极板能够以“顶对顶”的形式形成可靠的多点电接触，尽可能多的接触电能够降低小室内部构件的接触电阻。两个极框之间夹有垫片，起到密封和绝缘的作用。

6、金属极板更容易被腐蚀，这会对其性能和耐久性产生不利影响。目前，通常提高金属极板的厚度，并使用表面电镀的工艺，在金属极板表面形成一层涂层，来解决这个问题，但也大大提高了金属极板的重量、体积和成本，并会造成污染。金属主极板与金属极框通过焊接的方式连接，费时费力且连接处易漏液。碱性电解槽极框部分需要绝缘性，金属极框不满足此条件，还需要在两个极板之间添加垫片起到绝缘和密封作用。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种碱性电解槽及电解水制氢设备，至少部分的解决现有技术中存在的绝缘性不足及成本高的问题。

2、第一方面，本实用新型实施例提供了一种碱性电解槽，包括：极板和绝缘极框，所述极板设置在绝缘极框内，极板和绝缘极框的连接处设置多道密封线，所述极板采用导电率高于金属的材料。

3、可选的，所述极板为石墨极板。

4、可选的，所述石墨极板的边缘突出形成石墨块。

5、可选的，石墨极板上设置多个石墨块。

6、可选的，所述绝缘极框为树脂极框。

7、可选的，所述密封线为三道。

8、可选的，所述极板为多个，相邻的极板之间设置隔膜。

9、可选的，所述极板和隔膜之间设置电极。

10、第二方面，本实用新型实施例还提供了电解水制氢设备，包括第一方面任一所述的碱性电解槽。

11、本实用新型提供的碱性电解槽及电解水制氢设备。其中该碱性电解槽，通过采用绝缘极框，满足了碱性电解槽对极框部分绝缘性的需求，而且在电解槽组装过程中完全不需要垫片，大幅度降低了电解槽的成本，绝缘极框提供了绝缘性，从而达到提高绝缘性及降低成本的目的。

技术特征：

1.一种碱性电解槽，其特征在于，包括：极板和绝缘极框，所述极板设置在绝缘极框内，极板和绝缘极框的连接处设置多道密封线，所述极板采用导电率高于金属的材料，所述密封线为三道。

2.根据权利要求1所述的碱性电解槽，其特征在于，所述极板为石墨极板。

3.根据权利要求2所述的碱性电解槽，其特征在于，所述石墨极板的边缘突出形成石墨块。

4.根据权利要求3所述的碱性电解槽，其特征在于，石墨极板上设置多个石墨块。

5.根据权利要求1所述的碱性电解槽，其特征在于，所述绝缘极框为树脂极框。

6.根据权利要求1所述的碱性电解槽，其特征在于，所述极板为多个，相邻的极板之间设置隔膜。

7.根据权利要求6所述的碱性电解槽，其特征在于，所述极板和隔膜之间设置电极。

8.一种电解水制氢设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的碱性电解槽。

技术总结本技术提供了一种碱性电解槽及电解水制氢设备。其中，碱性电解槽，包括：极板和绝缘极框，所述极板设置在绝缘极框内，极板和绝缘极框的连接处设置多道密封线，所述极板采用导电率高于金属的材料。通过采用绝缘极框，满足了碱性电解槽对极框部分绝缘性的需求，而且在电解槽组装过程中完全不需要垫片，大幅度降低了电解槽的成本，绝缘极框提供了绝缘性，从而达到提高绝缘性及降低成本的目的。技术研发人员：丛涛,曹宏宇,孙晓伟受保护的技术使用者：北京吉拓创能科技有限公司技术研发日：20230823技术公布日：2024/4/24