应用在制氢电解槽中的扩散层及其制备工艺的制作方法

本发明涉及制氢电解领域，具体为应用在制氢电解槽中的扩散层及其制备工艺。

背景技术：

1、制氢电解槽是一种通过电解水产生氢气和氧气的设备。在这个过程中，提供电能以分解水分子，使其分解为氢气和氧气。该过程通常在一个特制的电解槽里进行，涉及到阳极(正电极)和阴极(负电极)之间的水分子传递电子。制氢电解槽有两种主要类型：碱性电解槽和固态电解槽。其中碱性电解槽内通常有碱性电解质和矿物酸盐，如氢氧化钾、氢氧化钠等，以提高电解效率。在这种电解槽中，水分子在阳极分解为氧气和负离子，负离子随后通过电解质迁移到阴极，在那里结合以产生氢气。碱性电解槽主要优点是成本低、操作简便。然而，它们的效率相对较低，并且在较高温度下可能会失效。

2、制氢电解槽广泛应用于氢气生产、储能和燃料电池等领域。通过使用可再生能源(如太阳能、风能或水力发电)作为电源，制氢电解槽可以提供一种更可持续、更环保的生产氢气的方法。

3、在制氢电解槽的结构中，存在着一层扩散层，这层扩散层的作用主要是增大反应面积等作用。目前的扩散层在生产时工艺较为复杂，需要改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供应用在制氢电解槽中的扩散层及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：应用在制氢电解槽中的扩散层，包括无纺布基层，所述无纺布基层的两侧分别设置有保护层，所述无纺布基层的孔隙率为78％-82％。

3、较佳的，所述无纺布基层应用在若干组板极与膜电极之间，所述保护层包括以下质量计组分：氯化聚丙烯50-80份、纤维素衍生物4-10份、环氯树脂8-15份、聚酰胺树脂4-10份、水溶性三聚氰胺树脂3-8份、有机肽类化合物2-5份。

4、本发明还公开了应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，包括以下步骤：

5、s1、投料：以精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯，经纺丝染色后得到原料纤维；

6、s2、开松混棉：将原料纤维放入混棉箱进行扯松和混合，将块状的纤维经过混棉箱开松混棉后，控制单面状态达到30％-40％，然后输送到到中仓混棉箱中利用震动混合的方式来均匀棉层；

7、s3、梳理纺出：把初步在混棉箱经过加工的纤维分梳成单纤维的状态，然后组成网状纤维薄层，再集合成纤维条传送到铺网机；

8、s4、铺网针刺：铺网机接收梳理机传送来的纤维条进行铺网，铺网机模型进度通过变频四分段自动调节，降低出网两边厚中间薄的现象，成网后传送到针刺机，利用针刺机对纤维网进行预加固形成胚布，然后再利用三角形状或者其他形状的截面，在棱边上带有刺钩的刺对纤维网再次加固，反复进行穿刺；

9、s5、铺网水刺：将经过针刺的网面输入到水刺箱内，进行水刺加工；

10、s6、整形：利用高温把纤维棉进行烫棍成型；

11、s7、刀切成卷：设计切刀结构去除网面上的杂质，之后接收被烫棍成型的针刺无纺布并将其成卷。

12、较佳的，所述s4中，在利用针刺机对纤维网进行预加固形成胚布之后，向纤维网上喷洒质量浓度为1％的氯化钠溶液，然后再利用三角形状或者其他形状的截面，在棱边上带有刺钩的刺对纤维网再次加固，反复进行穿刺。

13、较佳的，所述s6在整形时，利用高温把纤维棉进行烫棍成型，烫棍的温度为80-85℃。

14、较佳的，所述s2在开松混棉时，将原料纤维放入混棉箱进行扯松和混合时，混棉箱为气压棉箱，在气压棉箱内鼓吹气流，在横向上对纤维进行梳理，保证纤维横向分布的均匀性。

15、较佳的，所述s5铺网水刺之后，进行漂洗操作，将水刺后的无纺布通过轧车轧水，再经过牵引机牵引进入漂洗箱内进行漂洗，之后进行一次水洗，再之后转移至风干机进行风干操作。

16、较佳的，漂洗箱内的漂洗液包括以下质量计组分：表面活性剂4-8份、柠檬酸10-20份、防腐剂1-3份和软化水300-400份，所述防腐剂为山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及钠盐类、尼泊金酯类、双乙酸钠中的一种或多种，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂中的一种。

17、较佳的，所述切刀结构包括机架，所述机架上并列设置有竖直滑动的第一刀片、第二刀片和第三刀片，所述机架上安装有分别带动第一刀片、第二刀片和第三刀片滑动的第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，所述机架上固定有涂层盒，所述第三刀片中嵌入有pct加热器，所述第二刀片上设置有在第二刀片上行时推动涂层盒内的保护层从涂层盒进入到第三刀片表面的刮动结构；所述刮动结构包括推板、推杆、固定杆、滑槽、滑块、球铰接座和摆动杆，所述推板滑动连接在涂层盒中，所述推杆固定在推板底部并与涂层盒之间滑动连接，所述固定杆固定在推杆端部，所述滑槽开设在固定杆中，所述滑块滑动连接在滑槽内，所述摆动杆的一端与第二刀片铰接，所述摆动杆的另一端通过球铰接座与滑块连接。

18、通过采用上述技术方案，通过利用切刀结构可对扩散层切断处理，其解决了一个技术问题：这个技术问题就是传统切刀采用一次整体切断的方式，而扩散层具有三层结构，单一采用一次整体切断会导致毛刺突出，本工艺中采用的切刀结构可解决这个问题；当应用本切刀结构时，可启动机架上的第一液压缸带动第一刀片将扩散层中顶部的保护层切断，但不将无纺布基层切断；之后启动第二液压缸带动第二刀片将无纺布基层切断；最后启动第三液压缸带动第三刀片将底部的保护层切断；在第二液压缸带动第二刀片下行的过程中，会带动摆动杆摆动，通过球铰接座、滑块、滑槽等配合可带动固定杆上的推杆上行，从而带动推板在涂层盒内滑动，使得涂层盒内的固体凝固涂层可从开口处漏出部分，从而在第三液压缸带动第三刀片下行的时候将凝固的固体涂层切下来，由于在第三刀片中嵌入有pct加热器，其能够对第三刀片表面的固体涂层融化，在将底部的保护层切断的同时，将整个扩散层的端面进行修补，从而形成毛刺较小的端面。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本应用在制氢电解槽中的扩散层具有表面纤维杂质少，纤维的光滑程度高等优点；本应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺具有生产工艺简单的优点。

技术特征：

1.应用在制氢电解槽中的扩散层，其特征在于：包括无纺布基层，所述无纺布基层的两侧分别设置有保护层，所述无纺布基层的孔隙率为78％-82％。

2.根据权利要求1所述的应用在制氢电解槽中的扩散层，其特征在于：所述无纺布基层应用在若干组板极与膜电极之间，所述保护层包括以下质量计组分：氯化聚丙烯50-80份、纤维素衍生物4-10份、环氯树脂8-15份、聚酰胺树脂4-10份、水溶性三聚氰胺树脂3-8份、有机肽类化合物2-5份。

3.应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：所述s4中，在利用针刺机对纤维网进行预加固形成胚布之后，向纤维网上喷洒质量浓度为1％的氯化钠溶液，然后再利用三角形状或者其他形状的截面，在棱边上带有刺钩的刺对纤维网再次加固，反复进行穿刺。

5.根据权利要求3所述的应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：所述s6在整形时，利用高温把纤维棉进行烫棍成型，烫棍的温度为80-85℃。

6.根据权利要求3所述的应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：所述s2在开松混棉时，将原料纤维放入混棉箱进行扯松和混合时，混棉箱为气压棉箱，在气压棉箱内鼓吹气流，在横向上对纤维进行梳理，保证纤维横向分布的均匀性。

7.根据权利要求3所述的应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：所述s5铺网水刺之后，进行漂洗操作，将水刺后的无纺布通过轧车轧水，再经过牵引机牵引进入漂洗箱内进行漂洗，之后进行一次水洗，再之后转移至风干机进行风干操作。

8.根据权利要求7所述的应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺，其特征在于：漂洗箱内的漂洗液包括以下质量计组分：表面活性剂4-8份、柠檬酸10-20份、防腐剂1-3份和软化水300-400份，所述防腐剂为山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及钠盐类、尼泊金酯类、双乙酸钠中的一种或多种，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂中的一种。

9.根据权利要求3所述的应用在制氢电解槽中的扩散层，其特征在于：所述切刀结构包括机架(1)，所述机架(1)上并列设置有竖直滑动的第一刀片(2)、第二刀片(3)和第三刀片(4)，所述机架(1)上安装有分别带动第一刀片(2)、第二刀片(3)和第三刀片(4)滑动的第一液压缸(5)、第二液压缸(6)和第三液压缸(7)，所述机架(1)上固定有涂层盒(8)，所述第三刀片(4)中嵌入有pct加热器，所述第二刀片(3)上设置有在第二刀片(3)上行时推动涂层盒(8)内的保护层从涂层盒(8)进入到第三刀片(4)表面的刮动结构；所述刮动结构包括推板(9)、推杆(10)、固定杆(11)、滑槽(12)、滑块(13)、球铰接座(14)和摆动杆(15)，所述推板(9)滑动连接在涂层盒(8)中，所述推杆(10)固定在推板(9)底部并与涂层盒(8)之间滑动连接，所述固定杆(11)固定在推杆(10)端部，所述滑槽(12)开设在固定杆(11)中，所述滑块(13)滑动连接在滑槽(12)内，所述摆动杆(15)的一端与第二刀片(3)铰接，所述摆动杆(15)的另一端通过球铰接座(14)与滑块(13)连接。

技术总结本发明公开了应用在制氢电解槽中的扩散层及其制备工艺，其技术方案要点是：应用在制氢电解槽中的扩散层，包括无纺布基层，所述无纺布基层的两侧分别设置有保护层，所述无纺布基层的孔隙率为78％‑82％。本应用在制氢电解槽中的扩散层具有表面纤维杂质少，纤维的光滑程度高等优点；本应用在制氢电解槽中的扩散层的制备工艺具有生产工艺简单的优点。技术研发人员：何赞果,朱清清,何鑫统,黄博文受保护的技术使用者：浙江菲尔特过滤科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9