一种质子交换膜电解池的流道

本发明属于新能源领域，具体涉及一种质子交换膜电解池的流道。

背景技术：

1、质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell，pemec，下同)技术最早是通用电气公司在1966年研制出来的，其一个重要的应用就是氢气、氧气的制备。在工作时，将纯水持续流经质子交换膜电解池内的流道，通过电流对纯水进行电解，形成氢气或氧气和纯水的气液两相流，气液两相流通过流道持续流出质子交换膜电解池，从而实现氢气、氧气的制备，而为了使得更多的纯水进行电解，流道往往设置成迂回的形状。

2、然而在向流道通入大密度电流的场景下，流道内的水被大量电解，也就是氢气或者氧气大量产生，随着流道内气体容积的急剧变大产生滞留现象，使得流道内用于电解的纯水的体积显著减少，从而使得氢气或氧气的制备效率明显下降。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种质子交换膜电解池的流道，能够显著提升气液两相流在流道内的流速，从而使得大量产生的气体不至滞留在流道内，进而使得氢气或氧气的制备效率明显提高。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：

3、一种质子交换膜电解池的流道，形成于对应叠合的流道板和电极板之间，其特征在于：呈蛇形，具有连续的直槽部和弧槽部，弧槽部的过流截面小于直槽部的过流面积。

4、优选地，弧槽部呈半圆弧形延伸，弧槽部和直槽部的数量均为多个，且多个弧槽部和多个直槽部相错连续。

5、优选地，弧槽部具有两个均呈劣弧形延伸且相互独立的加速支弧槽，且两个加速支弧槽及弧槽部的圆心重合。

6、进一步地，弧槽部具有弧形分流实体，弧槽部通过弧形分流实体形成加速支弧槽。

7、再进一步地，加速支弧槽的过流宽度为直槽部的过流宽度的30％-60％，两个加速支弧槽的过流宽度比为4:3至5:3。

8、再进一步地，弧形分流实体的长度两端具有呈外凸弧形的弧形端轮廓。

9、再进一步地，弧形分流实体的宽度两侧具有呈同心弧形的延伸侧轮廓，弧形端轮廓与延伸侧轮廓相切。

10、再进一步地，弧形分流实体在弧槽部内的延伸弧度范围在15°至45°。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1.因为本发明的质子交换膜电解池的流道呈蛇形，具有连续的直槽部和弧槽部，弧槽部的过流截面小于直槽部的过流面积，气液两相流在流经弧槽部时，过流面积先减小后增加，从而使得气液两相流的流速骤增，因此，本发明能够显著提升气液两相流在流道内的流速，从而使得大量产生的气体不至滞留在流道内，进而使得氢气或氧气的制备效率明显提高。

13、2.因为本发明的弧槽部具有弧形分流实体，弧槽部通过弧形分流实体形成加速支弧槽，因此，本发明通过双加速支弧槽的设置，使得不同的双加速支弧槽的流出的气液两相流的流速相互速度调整，从而避免了气液两相流在弧弯槽出口处，因瞬时速度较高而产生妨碍气液两相流正常流动的涡流。

技术特征：

1.一种质子交换膜电解池的流道，形成于对应叠合的电极板和多孔输运层板之间，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的质子交换膜电解池的流道，其特征在于：

技术总结本发明属于新能源领域，公开了一种质子交换膜电解池的流道，能够显著提升气液两相流在流道内的流速，从而使得大量产生的气体不至滞留在流道内，进而使得氢气或氧气的制备效率明显提高，具有连续的直槽部和弧槽部，弧槽部的过流截面小于直槽部的过流面积，气液两相流在流经弧槽部时，过流面积先减小后增加，从而使得气液两相流的流速骤增。技术研发人员：张凌菡,周天俊,黄波,徐屾,杨明丰,冯仲亮受保护的技术使用者：上海工程技术大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18