本發(fā)明涉及水電解制氫，尤其涉及一種陽極極板、復(fù)合雙極板及電解裝置。

背景技術(shù)：

1、電解純水制氫作為一種低成本的氫氣制備方法，被廣泛的應(yīng)用。電解純水制氫裝置的主要設(shè)備為電解槽，電解槽在工作時，電解槽電極會電解陽極的純水，同時產(chǎn)生氧氣。電解純水制氫裝置中依靠純水動力裝置提供的壓力將純水與氧氣一起排出，否則電解槽陽極產(chǎn)生的氧氣會加大電解槽陽極流體產(chǎn)生的壓力，從而造成電解槽陽極流體壓力大于電解槽陽極的流體導(dǎo)入口的壓力，導(dǎo)致流體從電解槽陽極的流體導(dǎo)入口流出，造成電解槽陽極缺少電解需要的純水，從而造成電解槽電極的損壞。

2、然而，純水動力裝置的應(yīng)用也會增加電解純水制氫的成本。因此，急需設(shè)計一種無需純水動力裝置并能解決流體倒流問題的電解純水制氫裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的在于：提供一種陽極極板，在無純水動力裝置的前提下可以解決流體倒流問題。

2、本發(fā)明的另一個目的在于：提供一種復(fù)合雙極板及電解裝置，其可以在無純水動力裝置的前提下解決陽極流場區(qū)域的流體倒流問題。

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，提供一種陽極極板，包括陽極極板本體，所述陽極極板本體具有沿自身厚度方向相背的第一側(cè)和第二側(cè)，所述第一側(cè)設(shè)有陽極流場區(qū)域，所述陽極極板本體還設(shè)有沿自身厚度方向上貫穿所述第一側(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，所述陽極流場區(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，且所述陽極流場區(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，所述陽極流場區(qū)域具有多個主通道和與每個所述主通道連通的多個止回通道，多個所述主通道沿x方向間隔設(shè)置，所述主通道連通所述第一流體導(dǎo)入孔和所述第一流體導(dǎo)出孔，所述止回通道能夠使流體沿所述主通道經(jīng)所述第一流體導(dǎo)出孔排出。

5、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述主通道由多個第一子通道和多個第二子通道交替連通而成，所述第一子通道朝向所述陽極極板本體沿x方向的一側(cè)傾斜，所述第二子通道朝向所述陽極極板本體沿x方向的另一側(cè)傾斜；

6、所述止回通道由進(jìn)口段、連通段和出口段連通構(gòu)成迂回結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)口段與所述第一子通道和所述第二子通道兩者中的一者連通呈直線式結(jié)構(gòu)，所述出口段與所述第一子通道和所述第二子通道兩者中的另一者連通呈夾角結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)口段位于流體逆流方向的上游，所述出口段位于流體逆流方向的下游。

7、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述第一子通道和所述第二子通道之間的夾角為α，120°≤α≤150°；

8、所述止回通道的所述進(jìn)口段和所述出口段相互平行，所述連通段呈弧形結(jié)構(gòu)，所述出口段與所述第一子通道或所述第二子通道呈夾角連通時，夾角為β，30°≤β≤60°，且α+β＝180°。

9、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述第一流體導(dǎo)入孔位于所述陽極極板本體沿y方向的一邊緣，所述第一流體導(dǎo)出孔和所述第一氣體導(dǎo)出孔位于所述陽極極板本體沿y方向的另一邊緣，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)出孔的孔壁開設(shè)有第二連通孔，所有的所述主通道沿y方向的兩端分別與一橫向通道連通，所述橫向通道的長度沿x方向延伸，所述第一連通孔與所述第二連通孔均延伸至連通于所述橫向通道，x方向垂直于y方向。

10、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述第一側(cè)對應(yīng)所述陽極流場區(qū)域具有一安裝槽，所述陽極極板還包括安裝于所述安裝槽內(nèi)的兩個第一流道板和位于兩個所述第一流道板之間的多個第二流道板，多個所述第二流道板沿x方向間隔設(shè)置，且所述第一流道板與所述第二流道板之間形成一個所述主通道和多個所述止回通道，相鄰兩個所述第二流道板之間形成一個所述主通道和多個所述止回通道，所述第一流道板和所述第二流道板沿y方向的兩端分別與所述安裝槽的槽壁間隔形成橫向通道，所述橫向通道與所述主通道連通；

11、所述第一流體導(dǎo)入孔位于所述陽極極板本體沿y方向的一邊緣，所述第一流體導(dǎo)出孔和所述第一氣體導(dǎo)出孔位于所述陽極極板本體沿y方向的另一邊緣，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)出孔的孔壁開設(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橫向通道。

12、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述第一流道板朝向所述第二流道板的一側(cè)具有交替的第一平面和第一弧形面，所述第二流道板沿x方向的兩側(cè)分別具有交替的第二平面和第二弧形面，所述第一平面和所述第一弧形面形成彎鉤結(jié)構(gòu)，所述第二平面和所述第二弧形面形成彎鉤結(jié)構(gòu)，所述第一平面和與其相鄰的兩個所述第一弧形面相切，所述第二平面和與其相鄰的兩個所述第二弧形面相切，沿x方向相對的兩側(cè)的彎鉤結(jié)構(gòu)相互錯開形成所述主通道和所述止回通道。

13、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，還包括兩組鎖緊件，所述第一流道板和所述第二流道板沿y方向的兩端分別通過一組所述鎖緊件固定，所述鎖緊件包括固定條和多個螺絲，所述螺絲與所述第一流道板和所述第二流道板一一對應(yīng)，所述第一流道板和所述第二流道板沿y方向的端部分別開設(shè)有螺紋孔，所述螺絲穿過所述固定條與所述螺紋孔旋接固定，所述固定條的長度沿x方向延伸。

14、作為陽極極板的進(jìn)一步的方案，所述第一流道板背離所述安裝槽的槽底的一側(cè)且鄰近y方向的兩端分別設(shè)有下沉臺階，所述第二流道板背離所述安裝槽的槽底的一側(cè)且鄰近y方向的兩端分別設(shè)有下沉臺階，所述下沉臺階背離所述安裝槽的槽底的一側(cè)分別開設(shè)一個所述螺紋孔，所述固定條位于所述下沉臺階上，所述螺絲穿過所述固定條并旋擰入所述下沉臺階上的所述螺紋孔內(nèi)，所述螺絲背離所述下沉臺階的一端不超出所述固定條背離所述下沉臺階的一側(cè)，所述第一流道板、所述第二流道板和所述固定條背離所述安裝槽的槽底的一側(cè)與所述第一側(cè)處于同一水平面。

15、第二方面，提供一種復(fù)合雙極板，包括所述的陽極極板，所述陽極極板的陽極極板本體的第二側(cè)設(shè)有陰極流場區(qū)域，所述第一氣體導(dǎo)出孔連通于所述陰極流場區(qū)域。

16、第三方面，提供一種電解裝置，包括第一陽極極板、陰極極板、多個中間組件、固定結(jié)構(gòu)以及至少一個復(fù)合雙極板；

17、所述陰極極板包括陰極極板本體，所述陰極極板本體具有沿自身厚度方向相背的第三側(cè)以及第四側(cè)，所述第三側(cè)設(shè)有第一陰極流場區(qū)域，所述陰極極板本體還設(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，所述第一陰極流場區(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，且所述第一陰極流場區(qū)域連通于所述第二氣體導(dǎo)出孔；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)出孔對應(yīng)連通于所述第一氣體導(dǎo)出孔；

18、所述復(fù)合雙極板包括第二陽極極板，所述第二陽極極板的結(jié)構(gòu)與所述的陽極極板的結(jié)構(gòu)相同；所述第二陽極極板的陽極極板本體的第二側(cè)設(shè)有第二陰極流場區(qū)域，所述第一氣體導(dǎo)出孔連通于所述第二陰極流場區(qū)域；

19、所述第一陽極極板與所述的陽極極板的結(jié)構(gòu)相同，所述第一陽極極板與所述陰極極板間隔相對設(shè)置，所述第一陽極極板的陽極流場區(qū)域正對所述陰極極板的第一陰極流場區(qū)域，所述復(fù)合雙極板設(shè)于所述第一陽極極板與所述陰極極板之間，且所述第二陽極極板的第一側(cè)朝向所述陰極極板，所述第二陰極極板的第三側(cè)朝向所述第一陽極極板，所述第一陽極極板的第一流體導(dǎo)入孔、所述第二陽極極板的第一流體導(dǎo)入孔和所述陰極極板的第二流體導(dǎo)入孔對應(yīng)并連通，所述第一陽極極板的第一流體導(dǎo)出孔、所述第二陽極極板的第一流體導(dǎo)出孔和所述陰極極板的第二流體導(dǎo)出孔對應(yīng)并連通，所述第一陽極極板的第一氣體導(dǎo)出孔、所述第二陽極極板的第一氣體導(dǎo)出孔和所述陰極極板的第二氣體導(dǎo)出孔對應(yīng)并連通，所述第一陽極極板與所述復(fù)合雙極板之間以及所述陰極極板與所述復(fù)合雙極板之間分別設(shè)有所述中間組件，所述中間組件包括兩個多孔鈦網(wǎng)以及質(zhì)子交換膜，兩個所述多孔鈦網(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)將所述第一陽極極板、所述陰極極板、所有的所述中間組件以及所述復(fù)合雙極板固定。

20、本發(fā)明的有益效果為：

21、本發(fā)明通過將陽極流場區(qū)域設(shè)計為多個主通道和多個與主通道連通的止回通道，流體從第一流體導(dǎo)入孔進(jìn)入陽極流場區(qū)域的主通道，并經(jīng)第一流體導(dǎo)出孔流出，在無純水動力裝置的前提下，可以使流體逆流時通過止回通道匯入主通道時，匯入的流體對主通道內(nèi)逆流的流體產(chǎn)生阻力，使流體不能繼續(xù)沿原逆流方向流動，從而達(dá)到流體反方向不能流動的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例可以解決在無純水動力裝置的基礎(chǔ)上防止流體逆流的技術(shù)問題。

22、本發(fā)明通過在陽極極板背離陰極極板的一側(cè)(即，第一側(cè))設(shè)置陽極流場區(qū)域，并使陽極流場區(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，在陰極極板背離陽極極板的一側(cè)(即，第三側(cè))設(shè)置陰極流場區(qū)域，并使陰極流場區(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)入孔對應(yīng)連通于第一流體導(dǎo)入孔，第二流體導(dǎo)出孔對應(yīng)連通于第一流體導(dǎo)出孔，第二氣體導(dǎo)出孔對應(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)入孔向陽極流場區(qū)域輸送流體，并使陽極流場區(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，實現(xiàn)流體的循環(huán)，同時，使第二氣體導(dǎo)出孔對應(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)出孔實現(xiàn)將陰極流場區(qū)域內(nèi)的氣體導(dǎo)出。這樣設(shè)置能夠使復(fù)合雙極板包括的陽極流場區(qū)域與陰極流場區(qū)域不相連通，避免流體與電解產(chǎn)生的氫氣混合。