极框、极板及电解槽的制作方法

本申请属于电解制氢，尤其涉及一种极框、极板及电解槽。

背景技术：

1、碱性电解制氢是目前最成熟、使用最普遍的绿色制氢方法，其主要是利用碱液在电解槽中电解产生氢气和氧气。其中，极板作为电解槽中关键的零部件之一，对电解槽的电流效率有着直接影响。然而，目前为了提高电解速度，往往将极板的尺寸设计得尽可能大以提高电解面积，然而当极板尺寸较大时，电解液在极板内部流场中极易出现分布不均匀的情况，从而导致电解槽直流能耗增加。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种极框、极板及电解槽，通过将极框分成第一主体和第二主体，并利用第二主体中的第二流道对电解液的流动进行分配，从而保证电解液在主极板的内部流场中的分布更为均匀，尽可能降低电解池的直流能耗，保证电解槽的正常运行。

2、第一方面，本申请提供了一种极框，包括：

3、第一主体，所述第一主体设置有用于电解液流动的第一流道；

4、第二主体，所述第二主体和所述第一主体相连并围合形成容纳腔，所述容纳腔用于容置主极板，所述第二主体设置有与所述第一流道相连通的第二流道，所述第二流道用于对所述电解液的流动进行分配。

5、根据本申请的极框，通过第二主体中的第二流道对电解液的流动进行分配，即当电解液通过第二流道流入主极板的内部流场时，通过第二流道对电解液的分配以保证电解液在内部流场分布更为均匀，避免因电解液分布不均而导致电解槽直流能耗增加，尽可能降低电解池的直流能耗，保证电解槽的正常运行。

6、根据本申请的一个实施例，所述第二主体包括：

7、导流部，所述第二流道设置在所述导流部，且所述导流部呈弓形；

8、两个连接部，所述连接部的两端分别与所述导流部和所述第一主体连接，且所述连接部设置有过渡流道，所述过渡流道分别与所述第一流道和所述第二流道相连通。

9、根据本申请的一个实施例，所述第二主体设置有进液口，所述进液口与所述第二流道相连通，用于与外界连通，所述第二流道包括：

10、至少一个主流道，至少一个所述主流道的进液端与一个所述进液口相连通；

11、多个一级分流道，至少两个所述一级分流道的进液端与一个所述主流道的出液端相连通，所述一级分流道的出液端与所述第一流道的进液端相连通。

12、根据本申请的一个实施例，所述第二流道还包括：

13、多个二级分流道，至少两个所述二级分流道的进液端与一个所述一级分流道的出液端相连通，所述二级分流道的出液端与所述第一流道的进液端相连通。

14、根据本申请的一个实施例，s0≥s1，其中，所述主流道的截面积为s0，与所述主流道相连通的所有的所述一级分流道的截面积之和为s1。

15、根据本申请的一个实施例，所述第一主体设置有气液相出口，所述气液相出口与所述第一流道相连通，用于与外界连通；所述第二主体设置有进液口，所述进液口与所述第二流道相连通，用于与外界连通。

16、根据本申请的一个实施例，所述第一流道设置为两个，分别为开设在所述第一主体的相对两侧且互不连通的第一阳极电解液流道和第一阴极电解液流道；

17、所述气液相出口设置有至少两个，与所述第一阳极电解液流道相连通的所述气液相出口为阳极气液相出口，与所述第一阴极电解液流道相连通的所述气液相出口为阴极气液相出口，在所述阳极气液相出口和所述阴极气液相出口中的至少一个设置有多个时，所述阳极气液相出口和所述阴极气液相出口交错排列。

18、根据本申请的一个实施例，所述容纳腔的截面积可调。

19、第二方面，本申请提供了一种极板，该极板包括：

20、主极板，以及

21、如上所述的极框，所述主极板与所述极框焊接连接。

22、根据本申请的极板，通过将极板中的极框分成第一主体和第二主体，并利用第二主体中的第二流道对电解液的流动进行分配，从而保证电解液在主极板的内部流场中的分布更为均匀，尽可能降低电解池的直流能耗，保证电解槽的正常运行。

23、第三方面，本申请提供了一种电解槽，该电解槽包括多个如上所述的极板，多个所述极板层叠密封设置。

24、根据本申请的电解槽，通过每个极板的极框分成第一主体和第二主体，并利用第二主体中的第二流道对电解液的流动进行分配，从而保证电解液在主极板的内部流场中的分布更为均匀，尽可能降低电解池的直流能耗，保证电解槽的正常运行。

25、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种极框，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的极框，其特征在于，所述第二主体包括：

3.根据权利要求1或2所述的极框，其特征在于，所述第二主体设置有进液口，所述进液口与所述第二流道相连通，用于与外界连通，所述第二流道包括：

4.根据权利要求3所述的极框，其特征在于，所述第二流道还包括：

5.根据权利要求3所述的极框，其特征在于，s0≥s1，其中，所述主流道的截面积为s0，与所述主流道相连通的所有的所述一级分流道的截面积之和为s1。

6.根据权利要求1或2所述的极框，其特征在于，所述第一主体设置有气液相出口，所述气液相出口与所述第一流道相连通，用于与外界连通；所述第二主体设置有进液口，所述进液口与所述第二流道相连通，用于与外界连通。

7.根据权利要求6所述的极框，其特征在于，所述第一流道设置为两个，分别为开设在所述第一主体的相对两侧且互不连通的第一阳极电解液流道和第一阴极电解液流道；

8.根据权利要求1或2所述的极框，其特征在于，所述容纳腔的截面积可调。

9.一种极板，其特征在于，包括：

10.一种电解槽，其特征在于，包括多个如权利要求9所述的极板，多个所述极板层叠密封设置。

技术总结本申请公开了一种极框、极板及电解槽，属于电解制氢技术领域。所述极框包括第一主体和第二主体，所述第一主体设置有用于电解液流动的第一流道；所述第二主体和所述第一主体相连并围合形成容纳腔，所述容纳腔用于容置主极板，所述第二主体设置有与所述第一流道相连通的第二流道，所述第二流道用于对所述电解液的流动进行分配。通过将极框分成第一主体和第二主体，并利用第二主体中的第二流道对电解液的流动进行分配，从而保证电解液在主极板的内部流场中的分布更为均匀，尽可能降低电解池的直流能耗，保证电解槽的正常运行。技术研发人员：叶志烜,罗玉康,康凯,汪家慰,邓天成受保护的技术使用者：阳光氢能科技有限公司技术研发日：20231017技术公布日：2024/5/16