电解单元及电解装置的制作方法

本申请涉及电解设备，特别是涉及一种电解单元及电解装置。

背景技术：

1、近年来随着可再生能源成本逐步降低，可再生能源制氢需求大幅提升，电解装置是将电力转化为氢气和核心装备，使用越来越广泛。

2、电解装置主要由许多电解单元串联而成，每个电解单元包括两个电极，分别为阴极和阳极，两个电极均为镍网制成。为了增大电极的真实表面积，现有电极的网孔直径较小，容易导致气泡产生时堵塞网孔，不易逸出，大大降低电解液的导电能力。

技术实现思路

1、本申请提供一种电解单元及电解装置，能够在提高电解液的导电能力的同时，保证电解液均匀通过电极各开孔，以将电极反应产生的气体快速带出电解室，提高电解单元的制氢性能。

2、一方面，根据本申请实施例提出了一种电解单元，包括：电解主体，形成有电解腔；隔膜，设置于电解腔内，并将电解腔分隔形成沿第一方向相对设置的反应腔室；电极，设置于反应腔室内，电极上开设有若干开孔，开孔沿第一方向贯穿电极设置，开孔的直径设置为2mm～3mm，电极的开孔率大于或者等于45％。

3、根据本申请实施例的一个方面，电极沿第一方向的两侧表面设置有催化层，且催化层由电极的表面至少部分延伸至开孔的侧壁上。

4、根据本申请实施例的一个方面，催化层包括位于电极表面的第一区域以及位于开孔侧壁的第二区域，第二区域的表面粗糙度大于或者等于第一区域的表面粗糙度。

5、根据本申请实施例的一个方面，在第一方向上，电极的厚度设置为0.5mm～1mm；和/或，催化层的厚度为40μm～80μm。

6、根据本申请实施例的一个方面，开孔在电极的两侧表面形成第一开口和第二开口，隔膜位于第一开口侧，开孔由第一开口至第二开口渐缩成型。

7、根据本申请实施例的一个方面，各开孔的直径相同。

8、根据本申请实施例的一个方面，电解主体对应每个反应腔室设置有入口和出口，开孔包括靠近入口的第一开孔以及靠近出口的第二开孔，第一开孔的直径小于第二开孔的直径，和/或，相邻两个第一开孔之间的距离小于相邻两个第二开孔之间的距离。

9、根据本申请实施例的一个方面，电极包括板体以及设置于板体一侧的加强部，开孔开设于板体上，加强部避让开孔设置。

10、根据本申请实施例的一个方面，加强部设置为网状结构，加强部的网目对应开孔设置。

11、另一方面，根据本申请实施例提出了一种电解装置，包括上述实施例的电解单元。

12、本申请实施例提供的电解单元，其包括电解主体、隔膜以及电极，电极上沿第一方向贯穿设置有若干开孔，以通过开孔形成电解液的通道。其中，电极上开孔的直径设置为2mm～3mm，通过扩大电极上开孔的直径，可以减少气泡对通道的阻塞，也能够加快气泡的逸出，以降低气泡造成的溶液电阻，提高电解液的导电能力。并且，在此基础上，通过将电极的开孔率大于或者等于45％，能够保证在开孔直径较大时，电解液均匀通过各开孔，以将电极反应产生的气体快速带出电解室，提高电解单元的制氢性能。

技术特征：

1.一种电解单元(10)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解单元(10)，其特征在于，所述电极(3)沿所述第一方向(x)的两侧表面设置有催化层(32)，且所述催化层(32)由所述电极(3)的表面至少部分延伸至所述开孔(4)的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的电解单元(10)，其特征在于，所述催化层(32)包括位于所述电极(3)表面的第一区域以及位于所述开孔(4)侧壁的第二区域，所述第二区域的表面粗糙度大于或者等于所述第一区域的表面粗糙度。

4.根据权利要求2所述的电解单元(10)，其特征在于，在所述第一方向(x)上，所述电极(3)的厚度设置为0.5mm～1mm；

5.根据权利要求1所述的电解单元(10)，其特征在于，所述开孔(4)在所述电极(3)的两侧表面形成第一开口(41)和第二开口(42)，所述隔膜(2)位于所述第一开口(41)侧，所述开孔(4)由所述第一开口(41)至所述第二开口(42)渐缩成型。

6.根据权利要求1所述的电解单元(10)，其特征在于，各所述开孔(4)的直径相同。

7.根据权利要求1所述的电解单元(10)，其特征在于，所述电解主体(1)对应每个所述反应腔室设置有入口和出口，所述开孔(4)包括靠近所述入口的第一开孔(4a)以及靠近所述出口的第二开孔(4b)，所述第一开孔(4a)的直径小于所述第二开孔(4b)的直径，和/或，相邻两个所述第一开孔(4a)之间的距离小于相邻两个所述第二开孔(4b)之间的距离。

8.根据权利要求1所述的电解单元(10)，其特征在于，所述电极(3)包括板体(31)以及设置于所述板体(31)一侧的加强部(33)，所述开孔(4)开设于所述板体(31)上，所述加强部(33)避让所述开孔(4)设置。

9.根据权利要求8所述的电解单元(10)，其特征在于，所述加强部(33)设置为网状结构，所述加强部(33)的网目对应所述开孔(4)设置。

10.一种电解装置(100)，其特征在于，包括：如权利要求1至9任意一项所述的电解单元(10)。

技术总结本申请涉及一种电解单元及电解装置，电解单元包括电解主体、隔膜以及电极，电解主体形成有电解腔，隔膜设置于电解腔内，并将电解腔分隔形成沿第一方向相对设置的反应腔室，电极成对设置于反应腔室内，电极上开设有若干开孔，开孔沿第一方向贯穿电极设置，开孔的直径设置为2mm～3mm，电极的开孔率大于或者等于45％。本申请实施例中的电解单元及电解装置，能够在提高电解液的导电能力的同时，保证电解液均匀通过电极各开孔，以将电极反应产生的气体快速带出电解室，提高电解单元的制氢性能。技术研发人员：刘振江受保护的技术使用者：金风绿色能源化工科技（江苏）有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/7/4