本發(fā)明涉及水電解制氫，尤其涉及一種復(fù)合雙極板及電解裝置。

背景技術(shù)：

1、水電解制氫作為一種低成本的氫氣制備方法，被廣泛的應(yīng)用。目前使用的電解裝置通常包括間隔相對(duì)的裝置陽(yáng)極極板與裝置陰極極板，且電解裝置還包括被夾緊于裝置陽(yáng)極極板與裝置陰極極板之間的，由金屬板在正反兩側(cè)設(shè)置陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域以及陰極流場(chǎng)區(qū)域形成的雙極板，以及設(shè)于雙極板的兩相對(duì)側(cè)的質(zhì)子交換膜。

2、但是，由于金屬材質(zhì)的數(shù)控加工難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，刀具損耗大，因此在金屬板的兩相對(duì)側(cè)進(jìn)行加工，以制造得到雙極板的加工成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的在于：提供一種復(fù)合雙極板，能夠降低復(fù)合雙極板的制造成本。

2、本發(fā)明的另一個(gè)目的在于：提供一種電解裝置，通過使用前述的制造成本較低的復(fù)合雙極板，能夠降低電解裝置整體的制造成本。

3、為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

4、第一方面，提供一種復(fù)合雙極板，包括：

5、陽(yáng)極極板，所述陽(yáng)極極板為金屬材質(zhì)，所述陽(yáng)極極板包括沿自身厚度方向上相對(duì)的第一側(cè)以及第二側(cè)，所述第一側(cè)設(shè)有陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域，所述陽(yáng)極極板還設(shè)有沿自身厚度方向上貫通于所述第一側(cè)以及所述第二側(cè)的第一流體導(dǎo)入孔、第一流體導(dǎo)出孔以及第一氣體導(dǎo)出孔，所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域、所述第一流體導(dǎo)入孔、所述第一流體導(dǎo)出孔以及所述第一氣體導(dǎo)出孔間隔設(shè)置，且所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域連通于所述第一流體導(dǎo)入孔以及所述第一流體導(dǎo)出孔；以及

6、陰極極板，所述陰極極板為石墨材質(zhì)，所述陰極極板包括沿自身厚度方向上相對(duì)的第三側(cè)以及第四側(cè)，所述第三側(cè)設(shè)有陰極流場(chǎng)區(qū)域，所述陰極極板還設(shè)有沿自身厚度方向上貫通于所述第三側(cè)以及所述第四側(cè)的第二流體導(dǎo)入孔、第二流體導(dǎo)出孔以及第二氣體導(dǎo)出孔，所述陰極流場(chǎng)區(qū)域、所述第二流體導(dǎo)入孔、所述第二流體導(dǎo)出孔以及所述第二氣體導(dǎo)出孔間隔設(shè)置，且所述陰極流場(chǎng)區(qū)域連通于所述第二氣體導(dǎo)出孔；

7、所述第四側(cè)連接于所述第二側(cè)，且所述第二流體導(dǎo)入孔對(duì)應(yīng)連通于所述第一流體導(dǎo)入孔，所述第二流體導(dǎo)出孔對(duì)應(yīng)連通于所述第一流體導(dǎo)出孔，所述第二氣體導(dǎo)出孔對(duì)應(yīng)連通于所述第一氣體導(dǎo)出孔。

8、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，沿第一方向上，所述第一流體導(dǎo)入孔與所述第一流體導(dǎo)出孔分別位于所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域的兩相對(duì)側(cè)，所述第一氣體導(dǎo)出孔與所述第一流體導(dǎo)出孔位于所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域的同一側(cè)；

9、沿所述第一方向上，所述第二流體導(dǎo)入孔與所述第二流體導(dǎo)出孔分別位于所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域的兩相對(duì)側(cè)，所述第二氣體導(dǎo)出孔與所述第二流體導(dǎo)出孔位于所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域的同一側(cè)，其中，所述第一方向垂直于所述陽(yáng)極極板與所述陰極極板的相對(duì)方向。

10、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一流體導(dǎo)入孔的孔壁開設(shè)有第一連通孔，所述第一流體導(dǎo)入孔的孔壁開設(shè)有第二連通孔，所述第一連通孔與所述第二連通孔均延伸至連通于所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域，且所述第一連通孔與所述第二連通孔均位于所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間；

11、所述第二氣體導(dǎo)出孔的孔壁開設(shè)有第三連通孔，所述第三連通孔延伸至連通于所述陰極流場(chǎng)區(qū)域，且所述第三連通孔位于所述第三側(cè)與所述第四側(cè)之間。

12、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域設(shè)有陽(yáng)極流場(chǎng)槽，所述陽(yáng)極流場(chǎng)槽連通于所述第一流體導(dǎo)入孔以及所述第一流體導(dǎo)出孔，所述陽(yáng)極流場(chǎng)槽的槽底設(shè)有多個(gè)陽(yáng)極肋條，所述陽(yáng)極肋條沿第一方向延伸，多個(gè)所述陽(yáng)極肋條沿第二方向間隔排列，所有的所述陽(yáng)極肋條均與所述陽(yáng)極流場(chǎng)槽的槽側(cè)壁相間隔；和/或，

13、所述陰極流場(chǎng)區(qū)域設(shè)有陰極流場(chǎng)槽，所述陰極流場(chǎng)槽連通于所述第二氣體導(dǎo)出孔，所述陰極流場(chǎng)槽的槽底設(shè)有多個(gè)陰極肋條，所述陰極肋條沿第一方向延伸，多個(gè)所述陰極肋條沿第二方向間隔排列，所有的所述陰極肋條均與所述陰極流場(chǎng)槽的槽側(cè)壁相間隔；

14、其中，所述第一方向、所述第二方向以及所述陽(yáng)極極板與所述陰極極板的相對(duì)方向兩兩相互垂直。

15、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，沿所述第二方向上，流場(chǎng)槽具有尺寸d1，肋條具有尺寸c，所有的所述肋條的尺寸c之和為d2，1/4≤d2/d1≤1/2。

16、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二側(cè)設(shè)有至少三個(gè)第一定位孔，至少三個(gè)所述第一定位孔間隔且不共線設(shè)置，所有的所述第一定位孔均與所述第一流體導(dǎo)入孔、所述第一流體導(dǎo)出孔以及所述第一氣體導(dǎo)出孔間隔設(shè)置；

17、所述第四側(cè)設(shè)有第二定位孔，且所述第二定位孔與所述第一定位孔一一對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)的所述第二定位孔與所述第一定位孔通過定位銷相連接。

18、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述復(fù)合雙極板還包括三個(gè)密封件，三個(gè)所述密封件均為環(huán)狀，所述密封件密封連接于所述第二側(cè)與所述第四側(cè)之間，且三個(gè)所述密封件分別環(huán)繞所述第一流體導(dǎo)入孔與所述第二流體導(dǎo)入孔的連接處、所述第一流體導(dǎo)出孔與所述第二流體導(dǎo)出孔的連接處、以及所述第一氣體導(dǎo)出孔與所述第二氣體導(dǎo)出孔的連接處。

19、作為所述的復(fù)合雙極板的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二側(cè)設(shè)有三個(gè)第一密封槽，三個(gè)所述第一密封槽分別間隔且環(huán)繞所述第一流體導(dǎo)入孔、所述第一流體導(dǎo)出孔以及所述第一氣體導(dǎo)出孔的外周，所述密封件至少部分位于所述第一密封槽內(nèi)，和/或，所述第四側(cè)設(shè)有三個(gè)第二密封槽，三個(gè)所述第二密封槽分別間隔且環(huán)繞所述第二流體導(dǎo)入孔、所述第二流體導(dǎo)出孔以及所述第二氣體導(dǎo)出孔的外周，所述密封件至少部分位于所述第二密封槽內(nèi)。

20、第二方面，提供一種電解裝置，包括：裝置陽(yáng)極極板、裝置陰極極板、多個(gè)中間組件、固定結(jié)構(gòu)以及至少一個(gè)如前述第一方面所述的復(fù)合雙極板，所述裝置陽(yáng)極極板與所述裝置陰極極板間隔相對(duì)設(shè)置，所述裝置陽(yáng)極極板的朝向所述裝置陰極極板的一側(cè)設(shè)有裝置陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域、裝置第一流體導(dǎo)入孔、裝置第一流體導(dǎo)出孔以及裝置第一氣體導(dǎo)出孔，所述裝置陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域連通于所述裝置第一流體導(dǎo)入孔以及所述裝置第一流體導(dǎo)出孔，所述裝置陰極極板的朝向所述裝置陽(yáng)極極板的一側(cè)設(shè)有裝置陰極流場(chǎng)區(qū)域、裝置第二流體導(dǎo)入孔、裝置第二流體導(dǎo)出孔以及裝置第二氣體導(dǎo)出孔，所述裝置陰極流場(chǎng)區(qū)域連通于所述裝置第二氣體導(dǎo)出孔，所述復(fù)合雙極板設(shè)于所述裝置陽(yáng)極極板與所述裝置陰極極板之間，且所述復(fù)合雙極板的裝置第一側(cè)朝向所述裝置陰極極板，所述復(fù)合雙極板的第三側(cè)朝向所述裝置陽(yáng)極極板，所述裝置第一流體導(dǎo)入孔、所述裝置第二流體導(dǎo)入孔與所述第一流體導(dǎo)入孔、所述第二流體導(dǎo)入孔相連通，所述裝置第一流體導(dǎo)出孔、所述裝置第二流體導(dǎo)出孔與所述第一流體導(dǎo)出孔、所述第二流體導(dǎo)出孔相連通，所述裝置第一氣體導(dǎo)出孔、所述裝置第二氣體導(dǎo)出孔與所述第一氣體導(dǎo)出孔、所述第二氣體導(dǎo)出孔相連通，所述復(fù)合雙極板的所述裝置第一側(cè)與所述第三側(cè)均連接有所述中間組件，所述中間組件包括兩個(gè)多孔鈦網(wǎng)以及質(zhì)子交換膜，兩個(gè)所述多孔鈦網(wǎng)分別疊設(shè)在所述質(zhì)子交換膜的兩相對(duì)側(cè)，所述質(zhì)子交換膜能夠供氫離子穿過，所述固定結(jié)構(gòu)將所述裝置陽(yáng)極極板、所述裝置陰極極板、所有的所述中間組件以及所述復(fù)合雙極板均相固定。

21、作為所述的電解裝置的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固定結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)固定板、多個(gè)連接件以及多個(gè)彈性件，兩個(gè)所述固定板分別設(shè)于所述裝置陽(yáng)極極板的背離所述裝置陰極極板的一側(cè)，以及所述裝置陰極極板的背離所述裝置陽(yáng)極極板的一側(cè)，所述固定結(jié)構(gòu)還設(shè)有連通于流體導(dǎo)入孔的流體導(dǎo)入口，連通于流體導(dǎo)出孔的流體導(dǎo)出口，連通于氣體導(dǎo)出孔的氣體導(dǎo)出口，所述流體導(dǎo)入口、所述流體導(dǎo)出口以及所述氣體導(dǎo)出口分別設(shè)于兩個(gè)所述固定板中的一者，多個(gè)所述連接件間隔設(shè)置，且所述連接件將兩個(gè)所述固定板相連接，所述彈性件連接于所述連接件的端部與一個(gè)所述固定板之間，所述彈性件能夠向一個(gè)所述固定板與所述連接件的端部施加彈性力，使一個(gè)所述固定板始終具有靠近于另一個(gè)所述固定板的趨勢(shì)。

22、本發(fā)明的有益效果為：

23、通過將陽(yáng)極極板與陰極極板分體設(shè)置再相連接，使得陽(yáng)極極板與陰極極板能夠分別使用不同的材料構(gòu)成，以能夠使對(duì)耐分解性能要求不高的陰極極板采用導(dǎo)電性能好且加工難度低的石墨材料，以降低陰極極板的制造成本，進(jìn)而降低復(fù)合雙極板整體的制造成本。

24、更加地，通過在陽(yáng)極極板背離陰極極板的一側(cè)(即，第一側(cè))設(shè)置陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域，并使陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域連通于第一流體導(dǎo)入孔以及第一導(dǎo)出孔，而不連通于第一氣體導(dǎo)出孔，在陰極極板背離陽(yáng)極極板的一側(cè)(即，第三側(cè))設(shè)置陰極流場(chǎng)區(qū)域，并使陰極流場(chǎng)區(qū)域連通于第二氣體導(dǎo)出孔，而不連通于第二流體導(dǎo)入孔以及第二流體導(dǎo)出孔，且使第二流體導(dǎo)入孔對(duì)應(yīng)連通于第一流體導(dǎo)入孔，第二流體導(dǎo)出孔對(duì)應(yīng)連通于第一流體導(dǎo)出孔，第二氣體導(dǎo)出孔對(duì)應(yīng)連通于第一氣體導(dǎo)出孔以能夠通過第一流體導(dǎo)入孔與第二流體導(dǎo)入孔向陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域輸送流體，并使陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的流體通過第一流體導(dǎo)出孔以及第二流體導(dǎo)出孔排出，實(shí)現(xiàn)流體的循環(huán)，同時(shí)，使第二氣體導(dǎo)出孔對(duì)應(yīng)連通于第一氣體導(dǎo)出孔，能夠通過第一氣體導(dǎo)出孔以及第二氣體導(dǎo)出孔實(shí)現(xiàn)將陰極流場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的氣體導(dǎo)出。

25、此外，這樣設(shè)置還能夠使復(fù)合雙極板包括的陽(yáng)極流場(chǎng)區(qū)域與陰極流場(chǎng)區(qū)域不相連通，能夠避免流體與電解產(chǎn)生的氫氣混合。