一种电解水制氢电解槽模块及电解槽模组的制作方法

本技术涉及制氢电解槽领域，具体地说是涉及一种电解水制氢电解槽模块以及电解槽模组。

背景技术：

1、随着全球气候变暖、环境污染日益严重，开发清洁可再生能源已成为各国的共识和迫切需求。氢能作为一种高效环保的次世代低碳能源，具有储能方便、燃烧产物洁净等优点，受到国内外高度关注。我国政府也将氢能列为战略新兴产业，提出要大力发展氢燃料电池汽车等氢能应用，加快氢能制备、储存和运输等关键核心技术的研发与产业化进程。

2、根据电解质的不同，电解水制氢技术可分为四类，分别是碱性(alk)电解水制氢、质子交换膜(pem)电解水制氢、固体氧化物(soec)电解水制氢、阴离子交换膜(aem)电解水制氢。其中，碱性电解槽路线技术成熟、技术安全可靠、操作简单、运行寿命长、产品稳定，已经得到大规模验证，国内90％厂家采用此技术。但是目前市场上主流的碱性电解水制氢装置，还存在生产效率低、成本高、不易维护、制氢能耗高等问题，这些都限制了该技术向大规模商业化应用的推广。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本实用新型提出一种电解水制氢电解槽模块以及电解槽模组。

2、本实用新型所采用的技术解决方案是：

3、一种电解水制氢电解槽模块，包括阴极端板和阳极端板，在阴极端板和阳极端板之间设置有若干个电解槽单元；

4、相邻电解槽单元之间设置有金属隔板；

5、所述电解槽单元包括阴极电极和阳极电极，在阴极电极和阳极电极之间设置有隔膜；在阴极电极的外侧设置有第一非金属极框，在第一非金属极框和阴极电极之间设置有第一支撑网，在第一非金属极框的外侧设置有第一密封垫片；在阳极电极的外侧设置有第二非金属极框，在第二非金属极框和阳极电极之间设置有第二支撑网，在第二非金属极框的外侧设置有第二密封垫片；

6、在阴极电极和阳极电极之间还设置有第三密封垫片；

7、在阴极端板、第一非金属极框、第二非金属极框、第一密封垫片、第二密封垫片、第三密封垫片和阳极端板的对应位置处设置有固定孔、液体进口和气液出口；

8、在第一非金属极框、第二非金属极框的液体进口和气液出口处设置有导流分配条；

9、所述导流分配条间隔布置在导流区域上，导流区域的边缘呈弧形，在导流区域的外侧设置有盖板，所述盖板和导流区域之间围拢形成气液通道。

10、优选的，在第一非金属极框、第二非金属极框上均设置有用于对应压紧第一密封垫片、第二密封垫片的密封线。

11、优选的，所述第一非金属极框、第二非金属极框均是由塑料材料一体注塑成型。

12、优选的，所述第一支撑网和第二支撑网为菱形网。

13、一种电解槽模组，其采用若干个如上所述的电解水制氢电解槽模块通过串联或并联组装制成。

14、本实用新型的有益技术效果是：

15、(1)本实用新型提出一种新的电解水制氢电解槽模块结构形式，其具有制备成本低，组装方便等优点。

16、(2)本实用新型中的极框采用相应塑料材料一体注塑成型，制造简单，生产成本低，提高生产效率，并且可降低电解槽的整体重量，拆装维护方便，适合规模化量产。

17、(3)本实用新型采用金属隔板与支撑网组合的形式，组装形成集流板，并进一步限定支撑网为菱形网，能够提供更加均匀的流场、减少死区，增大集流板与电极之间接触面积，从而有助于提高电解槽电解性能，降低制氢能耗。同时均匀的流速有助于减少碱液对电极的冲刷，从而降低催化层脱落的可能性，进而提升电极的使用寿命。

18、(4)本实用新型将导流分配条设置在非金属极框上，并将其与盖板配合，形成气液通道，结构设计合理，而且组装方便，有利于气液的均匀分配。

19、(5)本实用新型在非金属极框上设置有密封线，以用于对应压紧第一密封垫片、第二密封垫片，使得电解槽模块整体具有较好的密封效果，性能优异。

20、(6)本实用新型电解槽模块可通过串联或并联的方式，累加组装得到电解槽，实现吉瓦级的产能需求，能够快速大规模应用到氢能源领域。

技术特征：

1.一种电解水制氢电解槽模块，其特征在于：包括阴极端板和阳极端板，在阴极端板和阳极端板之间设置有若干个电解槽单元；

2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽模块，其特征在于：在第一非金属极框、第二非金属极框上均设置有用于对应压紧第一密封垫片、第二密封垫片的密封线。

3.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽模块，其特征在于：所述第一非金属极框、第二非金属极框均是由塑料材料一体注塑成型。

4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢电解槽模块，其特征在于：所述第一支撑网和第二支撑网为菱形网。

5.一种电解槽模组，其特征在于：采用若干个如权利要求1-4中任一权利要求所述的电解水制氢电解槽模块通过串联或并联组装制成。

技术总结本技术公开一种电解水制氢电解槽模块及电解槽模组，属于制氢电解槽领域。该电解水制氢电解槽模块包括阴极端板和阳极端板，在阴极端板和阳极端板之间设置有若干个电解槽单元；相邻电解槽单元之间设置有金属隔板；所述电解槽单元包括阴极电极和阳极电极，在阴极电极和阳极电极之间设置有隔膜；在阴极电极的外侧设置有第一支撑网和第一非金属极框，在阳极电极的外侧设置有第二支撑网和第二非金属极框；在阴极端板、非金属极框、阳极端板等的对应位置处设置有固定孔、液体进口和气液出口；在非金属极框的液体进口和气液出口处设置有导流分配条。本技术可优化流场分布，提高导电性能，并具有制备成本低等优点。技术研发人员：赵海超,王杰受保护的技术使用者：青岛创启信德新能源科技有限公司技术研发日：20231026技术公布日：2024/5/8