一种梯度流道板及其成型工艺、成型模具以及电解槽的制作方法

本申请涉及电解水获得氢氧的设备的领域，尤其是涉及一种梯度流道板及其成型工艺、成型模具以及电解槽。

背景技术：

1、pem电解槽的结构设计是保证电解槽高效、可靠的重要途径，其中的流道具有多种功能，包括：传质、支撑、导电、传热等，流道合理的结构设计是保证高性能电解槽长期安全运行的核心。

2、对于设计不当的电解槽，在运行过程中可能会出现传质不均匀、流动阻力大、电接触不良的问题，使得局部电流密度过大或供水不足的现象，会导致电解槽制氢效率不高，甚至出现电解槽局部温度过高被烧毁的后果。

技术实现思路

1、本申请提供一种梯度流道板及其成型工艺、成型模具以及电解槽，梯度流道板传质均匀有效率，能采用冲压工艺制造梯度流道板，梯度流道板的制作精度高，生产效率高，材料消耗低，批量生产成本低；具有多层堆叠的梯度流道板的电解槽，产气效率高。

2、本申请提供了一种梯度流道板，其特征在于，梯度流道板包括板体以及冲压部；其中，冲压部设置在板体厚度方向的表面，冲压部与板体围设形成两端具有端口的流道，冲压部设置有多个；板体上设置有多个贯穿板体的开孔，多个开孔与多个冲压部一一对应；且开孔以及冲压部为对板体进行冲压形成的贯穿板体的部分以及变形后凸出于板体的部分。

3、可选的，多个冲压部均位于板体厚度方向的同侧；或多个冲压部分别位于板体厚度方向的两侧。

4、可选的，流道的横截面为梯形。

5、可选的，多个冲压部在板体表面沿第一方向以及第二方向均间隔设置，第一方向以及第二方向为沿板体表面相交的两个方向。

6、在上述技术方案中，梯度流道板表面流动的流体的分布均匀，使得流体在梯度流道板表面流动时，流体在梯度流道板各位置的流量一致性高。

7、间隔布置的冲压部支持梯度流道板内的流体沿第一方向以及第二方向流动，保证梯度流道板表面传质均匀且有效率。

8、流体沿第一方向流动的阻力小，降低了流体对泵的要求和能耗。

9、梯度流道板能使用冲压工艺加工成型，梯度流道板的加工工艺简单，加工精度高，有助于降低梯度流道板的成本。

10、本申请还提供了一种水电解制氢的电解槽，包括扩散层、电极板以及梯度流道板，梯度流道板位于扩散层与电极板之间。

11、可选的，梯度流道板设置有多个，多个梯度流道板在扩散层与电极板之间堆叠设置。

12、可选的，多个堆叠设置的梯度流道板包括第一板以及第二板；其中，第一板相对第二板靠近扩散层；第一板上的流道的最大横截面，小于第二板上的流道的最大横截面。

13、可选的，多个堆叠设置的梯度流道板包括相邻的第三板以及第四板，第三板的开孔与第四板的开孔存在错位。

14、在上述技术方案中，两个梯度流道板之间可通过开孔实现层间传质，能避免单层梯度流道板内产出气体堆积阻碍传质；还能实现低界面接触应力、低电阻、强传质、低压降的效果。

15、由于不同梯度流道板上的流道的最大横截面不同，流体在梯度流道板上的流动混合情况不同，能根据需要调整流道的最大横截面，从而达到最优的传质效率和产气效率。

16、本申请还提供了一种梯度流道板成型工艺，采用冲压工艺在待加工板件上冲压，冲压形成梯度流道板。

17、可选的，包括在采用冲压工艺在板体上冲压前，在板体上切出至少一个贯穿孔，贯穿孔位于至少一个开孔的一侧。

18、可选的，在板体上切出至少一组贯穿孔，一组贯穿孔包括两个间隔设置的贯穿孔，且一组贯穿孔的两个贯穿孔之间具有一个开孔。

19、在上述技术方案中，梯度流道板成型的加工工艺简单，加工精度高，有助于降低梯度流道板的加工成本。

20、本申请还提供了一种梯度流道板成型模具，用于梯度流道板的冲压成型，梯度流道板成型模具包括凸模和凹模；其中，凸模上设置有用于与冲压部下凹的内侧对应的凸起；凹模上设置有用于与冲压部下凹的外侧对应的凹槽。

21、在上述技术方案中，模具对梯度流道板进行约束，便于实现对梯度流道板的批量加工成型，提高梯度流道板的加工精度。

技术特征：

1.一种梯度流道板，其特征在于，所述梯度流道板包括板体以及冲压部；其中，

2.根据权利要求1所述的梯度流道板，其特征在于，多个所述冲压部均位于所述板体厚度方向的同侧；

3.根据权利要求1所述的梯度流道板，其特征在于，所述流道的横截面为梯形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的梯度流道板，其特征在于，多个所述冲压部在所述板体表面沿第一方向以及第二方向均间隔设置，所述第一方向以及所述第二方向为沿所述板体表面相交的两个方向。

5.一种水电解制氢的电解槽，其特征在于，包括扩散层、电极板以及权利要求1至4中任一项所述的梯度流道板，所述梯度流道板位于扩散层与电极板之间。

6.根据权利要求5所述的水电解制氢的电解槽，其特征在于，所述梯度流道板设置有多个，多个梯度流道板在扩散层与电极板之间堆叠设置。

7.根据权利要求6所述的水电解制氢的电解槽，其特征在于，多个堆叠设置的所述梯度流道板包括第一板以及第二板；其中，

8.根据权利要求6所述的水电解制氢的电解槽，其特征在于，多个堆叠设置的所述梯度流道板包括相邻的第三板以及第四板，所述第三板的开孔与所述第四板的开孔存在错位。

9.一种梯度流道板成型工艺，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的梯度流道板成型工艺，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的梯度流道板成型工艺，其特征在于，在所述待加工板件上切出至少一组贯穿孔，所述一组贯穿孔包括两个间隔设置的所述贯穿孔，且所述一组贯穿孔的两个所述贯穿孔之间具有一个开孔。

12.一种梯度流道板成型模具，其特征在于，用于权利要求1至4中任一所述的梯度流道板的冲压成型，梯度流道板成型模具包括凸模和凹模；其中，

技术总结本申请涉及一种梯度流道板及其成型工艺、成型模具以及电解槽，涉及电解水获得氢氧的设备的领域，其包括用于设置在扩散层与电极板之间，其特征在于，所述梯度流道板包括板体以及冲压部；其中，所述冲压部设置在所述板体厚度方向的表面，所述冲压部与所述板体围设形成两端具有端口的流道，所述冲压部设置有多个；所述板体上设置有多个贯穿所述板体的开孔，多个所述开孔与多个冲压部一一对应；且所述开孔以及所述冲压部为对所述板体进行冲压形成的贯穿所述板体的部分以及变形后凸出于所述板体的部分。本申请通过在本体上设置与冲压部对应的开孔，具有提高梯度流道板生产效率高，降低材料消耗的效果。技术研发人员：王华昆,杨盛,陶华冰,郑南峰受保护的技术使用者：嘉庚创新实验室技术研发日：技术公布日：2024/5/27