一种电解水制氢抗逆电解槽的制作方法

本技术涉及电解水制氢电解槽，具体为一种电解水制氢抗逆电解槽。

背景技术：

1、水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽电极上通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。

2、在竖向放置的电解槽中，电解产生的氧泡贴附着膜电极向上爬行排出。电解的进程会有大量的氧泡在膜电极上贴附。由于燃料电池效应，在氧泡贴附点就有反电动势抵抗电解(逆反应)，导致大量的膜电极面积处在不电解状态中。

3、对于平放的电解槽来说如果氧侧扩散层结构缺陷，也导致氧泡排出困难，逆反应凸显，也使大量膜电极面积处在不电解状态中。

4、而电解槽的电流设计是根据电解槽的反应面积计算出来的，并没有考虑还有大量的不电解面积掺杂其中。在电解区域承担全部的额定电流，从而造成膜电极的过载伤害。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种电解水制氢抗逆电解槽，具备实用性强、稳定性好的优点，解决了上述背景技术所提出的问题。

2、本实用新型提供如下技术方案：一种电解水制氢抗逆电解槽，包括顶部固定端板，所述顶部固定端板的底部设有顶部绝缘层，所述顶部绝缘层的底部设有阳极板，所述阳极板的底部设有氧侧环垫，所述氧侧环垫的内腔设有氧侧网垫层，所述氧侧网垫层的底部设有氧侧泡沫钛板，所述氧侧泡沫钛板的底部设有膜电极，所述氧侧环垫的底部设有膜电极，所述膜电极底部设有氢侧环垫，所述氢侧环垫的内壁设有氢侧泡沫钛板，所述氢侧泡沫钛板的底部设有氢侧网垫层，所述氢侧网垫层的底部设有阴极板，所述阴极板的底部设有底部绝缘层，所述底部绝缘层的底部设有底部固定端板，所述氧侧环垫与氢侧环垫的顶部与底部皆设有密封垫。

3、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述顶部固定端板、顶部绝缘层、阳极板与氧侧环垫顶部的两端分别开设有左安装孔与右安装孔，所述左安装孔与右安装孔的顶部分别开设有进水槽与氧水出槽，所述左安装孔与右安装孔的内壁安装有进水管与氧水出管。

4、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述底部固定端板、底部绝缘层、阴极板与氢侧环垫的底部皆开设有底部安装孔，所述底部安装孔的顶部开设有氢气出槽，所述底部安装孔的内壁安装有氢气出管。

5、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述顶部固定端板、顶部绝缘层、阳极板、氧侧环垫、膜电极、氢侧环垫、阴极板、底部绝缘层与底部固定端板的顶部皆设有固定孔，所述固定孔的内壁安装有绝缘套，所述绝缘套的内壁设有固定螺杆，所述固定螺杆底部的外沿螺纹连接有底部固定螺帽，所述固定螺杆顶部的外沿套接有碟形垫片，所述固定螺杆顶部的外沿螺纹连接有顶部固定螺帽。

6、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述固定孔、绝缘套、固定螺杆、固定螺帽与顶部固定螺帽27设有若干个。

7、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述顶部固定端板与底部固定端板水平向上放置。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述氧侧环垫的厚度(尺寸代号d)与电解槽的反应面积相搭配，反应面积50cm2及以下，d为2mm；反应面积100cm2，d为2.5mm；反应面积200cm2，d为3mm；反应面积300cm2，d为3.5mm；反应面积400cm2，d为4mm；反应面积500cm2，d为4.5mm；反应面积600cm2，d为5mm；反应面积700cm2，d为5.5mm；反应面积800cm2，d为6mm；反应面积900cm2，d为6.5mm；反应面积1000cm2，d为7mm；反应面积1500cm2，d为8mm；反应面积2000cm2及以上，d为9mm。

9、与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：

10、1、该电解水制氢抗逆电解槽，通过将电解槽反应平面水平放置，氧面朝上，使电解产生的氧泡呈球状，与膜电极的接触面小，并且由于水的浮力作用，氧泡能更快地脱离膜电极，进而有效地减轻了现有的电解产生的氧泡贴附着膜电极向上爬行排出，过大地形成逆反应区的问题。

11、2、该电解水制氢抗逆电解槽，电解进程中，电极的两侧一侧有氢，另一侧有氧，就自然产生氢燃料电池的发电效应。这种发电效应形成的电动势是1.23v，而水的电解阈值电压是1.25v。在电解槽内部，发电效应的电动势方向与电解效应的内部电场方向相反。因而，在具有发电效应的点上，电解效应就基本不存在。电解槽不是一个机理单一的电解装置，它是一个以电解效应为主，发电效应伴随的对立统一体。本创新合理配置氧侧扩散层，充分降低发电效应的面积和时间。也就使电解槽有效工作面积和有效工作时间增加，获得电解槽工作效率高、寿命长的收益。

技术特征：

1.一种电解水制氢抗逆电解槽，包括顶部固定端板(1)，其特征在于：所述顶部固定端板(1)的底部设有顶部绝缘层(2)，所述顶部绝缘层(2)的底部设有阳极板(3)，所述阳极板(3)的底部设有氧侧环垫(4)，所述氧侧环垫(4)的内腔设有氧侧网垫层(5)，所述氧侧网垫层(5)的底部设有氧侧泡沫钛板(6)，所述氧侧泡沫钛板(6)的底部设有膜电极(7)，所述氧侧环垫(4)的底部设有膜电极(7)，所述膜电极(7)的底部设有氢侧环垫(8)，所述氢侧环垫(8)的内壁设有氢侧泡沫钛板(9)，所述氢侧泡沫钛板(9)的底部设有氢侧网垫层(10)，所述氢侧环垫(8)的底部设有阴极板(11)，所述阴极板(11)的底部设有底部绝缘层(12)，所述底部绝缘层(12)的底部设有底部固定端板(13)，所述氧侧环垫(4)与氢侧环垫(8)的顶部与底部皆设有密封垫(41)。

2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述顶部固定端板(1)、顶部绝缘层(2)、阳极板(3)与氧侧环垫(4)顶部的两端分别开设有左安装孔(14)与右安装孔(15)，所述左安装孔(14)与右安装孔(15)的顶部分别开设有进水槽(16)与氧水出槽(17)，所述左安装孔(14)与右安装孔(15)的内壁安装有进水管(18)与氧水出管(19)。

3.根据权利要求1所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述底部固定端板(13)、底部绝缘层(12)、阴极板(11)与氢侧环垫(8)的底部皆开设有底部安装孔(20)，所述底部安装孔(20)的顶部开设有氢气出槽(21)，所述底部安装孔(20)的内壁安装有氢气出管(22)。

4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述顶部固定端板(1)、顶部绝缘层(2)、阳极板(3)、氧侧环垫(4)、膜电极(7)、氢侧环垫(8)、阴极板(11)、底部绝缘层(12)与底部固定端板(13)的顶部皆设有固定孔(23)，所述固定孔(23)的内壁安装有绝缘套(231)，所述绝缘套(231)的内壁设有固定螺杆(24)，所述固定螺杆(24)底部的外沿螺纹连接有底部固定螺帽(25)，所述固定螺杆(24)顶部的外沿套接有碟形垫片(26)，所述固定螺杆(24)顶部的外沿螺纹连接有顶部固定螺帽(27)。

5.根据权利要求4所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述固定孔(23)、绝缘套(231)、固定螺杆(24)、底部固定螺帽(25)与顶部固定螺帽(27)设有若干个。

6.根据权利要求1所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述顶部固定端板(1)与底部固定端板(13)水平向上放置。

7.根据权利要求1所述的一种电解水制氢抗逆电解槽，其特征在于：所述氧侧环垫(4)的厚度与电解槽的反应面积相搭配，反应面积50cm2及以下，d为2mm；反应面积100cm2，d为2.5mm；反应面积200cm2，d为3mm；反应面积300cm2，d为3.5mm；反应面积400cm2，d为4mm；反应面积500cm2，d为4.5mm；反应面积600cm2，d为5mm；反应面积700cm2，d为5.5mm；反应面积800cm2，d为6mm；反应面积900cm2，d为6.5mm；反应面积1000cm2，d为7mm；反应面积1500cm2，d为8mm；反应面积2000cm2及以上，d为9mm。

技术总结本技术涉及电解水制氢电解槽技术领域，且公开了一种电解水制氢抗逆电解槽，包括顶部固定端板，所述顶部固定端板的底部设有顶部绝缘层，所述顶部绝缘层的底部设有阳极板，所述阳极板的底部设有氧侧环垫，所述氧侧环垫的内腔设有氧侧网垫层。通过将电解槽反应平面水平放置，氧面朝上，使电解产生的氧泡呈球状，与膜电极的接触面小，并且由于水的浮力作用，氧泡能更快地脱离膜电极，进而有效地减轻了现有的电解产生的氧泡贴附着膜电极向上爬行排出，过大地形成逆反应区的问题。同时本创新合理配置氧侧扩散层，充分降低发电效应的面积和时间；使电解槽有效工作面积和有效工作时间增加，获得电解槽工作效率高、寿命长的收益。技术研发人员：吴修让受保护的技术使用者：吴修让技术研发日：20230907技术公布日：2024/4/24