一种具有辐射型流场流道的电解水极板的制作方法

本技术涉及电解水制氢，特别是涉及一种具有辐射型流场流道的电解水极板。

背景技术：

1、随着对可再生能源和清洁能源的需求增加，氢能源作为一种高效的能源媒介备受关注，电解水是制取纯净氢气的重要方法之一，而电解水极板则是实现该过程的关键组成部分，电解水极板通常由导电材料制成，如金属、碳材料等，其中，金属材料最常用的是铂、等贵金属，因为它们具有良好的导电性和耐腐蚀性，碳材料则具有成本较低、导电性好等优点，常用的有石墨碳纤维等，且电解水极板被广泛应用于氢能源领域，通过电解水产生的氢气可以作为清洁能源进行利用，用于燃料电池氢能发动机等设备中，其次，电解水极板还可以应用于电解制氧电解制氯等过程中，通过控制反应条件和电解水极板的设计，可以高效地进行这些化学反应，对于推动清洁能源和化学工艺的发展具有重要意义。

2、现有的电解水极板在电解过程中，电解液在辐射性流场空腔内流动时，在高密度矩形凸块的作用下，对电解液进行分流，以达到增加电解液的流速，进而加快反应速率和电解效率，但其电解也在通过高密度矩形凸块时，容易在高密度矩形凸块形成湍流，湍流会导致气体泡沫在极板表面的不均匀分布。大量的气泡聚集在一起，形成气体泡沫堆积，影响气体的产生和释放，同时，产生的涡旋和湍流层间的摩擦会转化为热能，从而降低了电解的效率。

3、为此，我们研制出了新的一种具有辐射型流场流道的电解水极板。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是现有的电解水极板在电解过程中，易产生大量气体泡沫堆积，影响气体释放，且形成的涡旋和湍流层间的摩擦会转化为热能，影响电解效率的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种具有辐射型流场流道的电解水极板，包括若干个安装板，所述安装板呈竖直方向对称分布，所述安装板的固定连接有冲压板，所述冲压板贯穿固定连接有若干个凸块，若干个所述凸块呈圆周对称分布，所述位于安装板中部的凸块尺寸小于安装板外围的凸块尺寸，所述凸块为水滴型结构。

3、通过上述技术方案，可以改善水流分布，增加电解液与极板的接触面积，提高传质效率，从而提高水电解效率。

4、本实用新型进一步设置为，所述安装板的边角处设置有若干个安装孔，所述安装孔的两侧贯穿设置有通槽，所述安装板一侧的顶底面设置有若干个电解液进口，所述安装板远离电解液进口一侧的顶底端设置有气体出口。

5、通过上述技术方案，可以使气泡聚集和极板表面的物质堆积，从气体出口排出，使得电解液的流速均匀，提高传质效率。

6、本实用新型进一步设置为，若干个所述安装板之间设置有阳极板，所述阳极板与顶部的安装板底端滑动连接，所述阳极板的底端粘贴连接有隔膜材料，所述隔膜材料的外圈固定连接有聚四氟垫板，所述聚四氟垫板与安装板滑动连接。

7、通过上述技术方案，可以使四氟垫板在高温和高压条件下提供可靠的密封，防止液体、气体和蒸汽的泄漏，延长设备的使用寿命。

8、本实用新型进一步设置为，所述隔膜材料的底端粘贴连接有阴极板，所述阴极板与阳极板的尺寸相同，所述阴极板与底部的安装板滑动连接，所述阴极板与底部安装板的凸块接触。

9、通过上述技术方案，可以使阳、阴极板之间的反应将水分解成氢气和氧气，提高电解效率和反应稳定性，推动氢能源生产和其他电化学应用的发展。

10、本实用新型进一步设置为，所述安装板内部设置有极板槽，所述极板槽的外部设置有垫板槽，所述阳极板和隔膜材料位于极板槽内，所述隔膜材料和聚四氟垫板位于阴极板内，若干个所述安装板之间通过螺栓固定连接。

11、通过上述技术方案，可以有效地将阳极板和阴极板分离，防止二者直接接触，避免反应产生的气体交叉扩散，减少副反应的发生，并确保反应的选择性和效率。

12、本实用新型进一步设置为，若干个所述安装板的一侧固定连接有电极柱，所述电极柱远离电解液进口的一端设置为圆孔，所述圆孔内设置有内螺纹，所述电极柱的外壁设置有外螺纹，所述电极柱的顶部设置有电源线安装孔，所述电源线安装孔与电极柱内部贯通。

13、通过上述技术方案，可以降低电极柱所需要占据的空间，并且外螺纹、内螺纹和安装孔可以方便人们以多种方式进行连接，人们可以根据电源线的接头情况进行选择，为安装电源线提供便利。

14、本实用新型进一步设置为，所述凸块贯穿冲压板呈圆周等间距交替分布，所述冲压板与凸块之间顶端面设置有辐射型流场流道。

15、通过上述技术方案，可以减少湍流的形成，凸块可以帮助电解液在空腔内更加均匀地分布，提高反应的一致性和稳定性。

16、本实用新型的有益效果如下：

17、本实用新型通过设置凸块为水滴结构，将电解液通过外部循环泵的驱动下，从三个电解液进口进入冲压板和凸块之间的辐射型流场空腔内，凸块对电解液进行分流，减少电解液在凸块后部湍流的形成，防止反应物在极板表面的分布不均匀，形成边界干扰区域，干扰区域阻碍反应物与极板表面的接触，从而降低反应的效率。

技术特征：

1.一种具有辐射型流场流道的电解水极板，包括若干个安装板(1)，其特征在于：所述安装板(1)呈竖直方向对称分布，所述安装板(1)的固定连接有冲压板(2)，所述冲压板(2)贯穿固定连接有若干个凸块(3)，若干个所述凸块(3)呈圆周对称分布，所述安装板(1)中部的凸块(3)尺寸小于安装板(1)外围的凸块(3)尺寸，所述凸块(3)为水滴型结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：所述安装板(1)的边角处设置有若干个安装孔(6)，所述安装孔(6)的两侧贯穿设置有通槽(7)，所述安装板(1)一侧的顶底面设置有若干个电解液进口(4)，所述安装板(1)远离电解液进口(4)一侧的顶底端设置有气体出口(5)。

3.根据权利要求1所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：若干个所述安装板(1)之间设置有阳极板(8)，所述阳极板(8)与顶部的安装板(1)底端滑动连接，所述阳极板(8)的底端粘贴连接有隔膜材料(9)，所述隔膜材料(9)的外圈固定连接有聚四氟垫板(10)，所述聚四氟垫板(10)与安装板(1)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：所述隔膜材料(9)的底端粘贴连接有阴极板(11)，所述阴极板(11)与阳极板(8)的尺寸相同，所述阴极板(11)与底部的安装板(1)滑动连接，所述阴极板(11)与底部安装板(1)的凸块(3)接触。

5.根据权利要求4所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：所述安装板(1)内部设置有极板槽(12)，所述极板槽(12)的外部设置有垫板槽(13)，所述阳极板(8)和隔膜材料(9)位于极板槽(12)内，所述隔膜材料(9)和聚四氟垫板(10)位于阴极板(11)内，若干个所述安装板(1)之间通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：若干个所述安装板(1)的一侧固定连接有电极柱(14)，所述电极柱(14)远离电解液进口(4)的一端设置为圆孔(17)，所述圆孔(17)内设置有内螺纹(18)，所述电极柱(14)的外壁设置有外螺纹(15)，所述电极柱(14)的顶部设置有电源线安装孔(16)，所述电源线安装孔(16)与电极柱(14)内部贯通。

7.根据权利要求1所述的一种具有辐射型流场流道的电解水极板，其特征在于：所述凸块(3)贯穿冲压板(2)呈圆周等间距交替分布，所述冲压板(2)与凸块(3)之间顶端面设置有辐射型流场流道。

技术总结本技术公开了一种具有辐射型流场流道的电解水极板，包括若干个安装板，所述安装板呈竖直方向对称分布，所述安装板的固定连接有冲压板，所述冲压板贯穿固定连接有若干个凸块，若干个所述凸块呈圆周对称分布，所述位于安装板中部的凸块尺寸小于安装板外围的凸块尺寸，所述凸块为水滴型结构。本技术通过设置若干个凸块，且凸块呈水滴型结构在圆周等间距交替分布贯穿冲压板两侧，形成辐射型流场流道，减少湍流的形成，降低能量损失，从而提高电解过程的效率。技术研发人员：宋梦娇受保护的技术使用者：邯郸凌瑞氢能科技有限公司技术研发日：20231123技术公布日：2024/7/18