本申請屬于電解槽領(lǐng)域，具體涉及一種用于電解槽的雙極板結(jié)構(gòu)和一種應(yīng)用該雙極板結(jié)構(gòu)的電解槽。

背景技術(shù)：

1、本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本申請的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。

2、在本領(lǐng)域中，通常使用電解槽來電解水以獲得氫氣。在電解槽中通常設(shè)置有雙極板結(jié)構(gòu)。雙極板結(jié)構(gòu)通常包括交替布置的多個相同的雙極板，每兩塊雙極板之間布置有一個膜電極組件（mea）。膜電極組件可以是多層結(jié)構(gòu)，例如包括氣體擴(kuò)散層(gdl)、催化劑涂層質(zhì)子膜（ccm）和多孔傳輸層（ptl）。借助膜電極組件，經(jīng)過針對水的電解反應(yīng)后，可以在每個雙極板的陽極側(cè)生成氧氣并且在每個雙極板的陰極側(cè)生成氫氣。傳統(tǒng)的雙極板結(jié)構(gòu)參見圖1和圖2。

3、圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的雙極板結(jié)構(gòu)在進(jìn)行電解反應(yīng)時的示意圖。如圖1所示，雙極板10和雙極板12之間設(shè)置有膜電極組件11，其中水、由電解反應(yīng)生成的氧氣在同一層流動并且由電解反應(yīng)生成的氫氣在同一層流動。

4、圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由蝕刻式雙極板構(gòu)成的雙極板結(jié)構(gòu)的對稱密封結(jié)構(gòu)的示意圖。蝕刻式雙極板通常具有比現(xiàn)有的沖壓式雙極板更厚的厚度，因此蝕刻式雙極板具有更高的強(qiáng)度，因而不易變形。如圖2所示，蝕刻式雙極板20和蝕刻式雙極板22之間設(shè)置有膜電極組件21。傳統(tǒng)的由蝕刻式雙極板構(gòu)成的雙極板結(jié)構(gòu)在與雙極板的板表面垂直的豎直方向上可以截取如圖2所示的豎直截面。在該豎直截面中，密封槽24和密封槽25可以用于容納密封條23。密封槽24和密封槽25可以關(guān)于任一個蝕刻式雙極板本身對稱地布置。這將導(dǎo)致密封槽24和密封槽25中的每一者的深度過小，進(jìn)而導(dǎo)致所需的密封條的厚度過小。在這種情況下，由于密封條的厚度存在制造公差，因此制造公差占密封條的厚度的比例較高。因此，在形成雙極板結(jié)構(gòu)的過程中擠壓蝕刻式雙極板時，密封條被擠壓而導(dǎo)致的變形較大，從而存在密封條被壓潰的風(fēng)險。如果密封條被壓潰，則雙極板結(jié)構(gòu)的密封性被破壞，從而影響電解反應(yīng)的效率、甚至導(dǎo)致電解反應(yīng)無法進(jìn)行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了一種于電解槽的雙極板結(jié)構(gòu)和一種應(yīng)用該雙極板結(jié)構(gòu)的電解槽。

2、本申請的其他優(yōu)點將配合以下的說明和附圖進(jìn)行更詳細(xì)的解說。

3、本申請公開了一種用于電解槽的雙極板結(jié)構(gòu)，包括：交替布置的多個第一蝕刻式雙極板和多個第二蝕刻式雙極板；以及多個膜電極組件，所述多個膜電極組件中的每一個均設(shè)置在所述多個第一蝕刻式雙極板中的任意一個第一蝕刻式雙極板以及與所述任意一個第一蝕刻式雙極板相鄰的所述多個第二蝕刻式雙極板中的一個第二蝕刻式雙極板之間，其中，在所述多個第一蝕刻式雙極板和所述多個第二蝕刻式雙極板中的每個蝕刻式雙極板的兩端處均分別設(shè)置有多個腔口，所述多個腔口中的每一個腔口在所述每個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上設(shè)置有用于圍繞所述每一個腔口并容納密封條的第一密封槽并且在所述每個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上設(shè)置有用于圍繞所述每一個腔口并容納密封條的第二密封槽，其中，所述第一密封槽與所述第二密封槽在所述雙極板結(jié)構(gòu)的豎直截面中被設(shè)置成非對稱布置。

4、所述非對稱布置可以包括：在所述第一密封槽于所述豎直截面中的水平方向上的、靠近所述第二密封槽的側(cè)面與所述第二密封槽于所述豎直截面中的水平方向上的、靠近所述第一密封槽的側(cè)面之間存在間距。

5、所述間距可以大于或等于所述密封條在所述豎直截面中的豎直方向上的厚度。

6、所述第一密封槽與所述第二密封槽在所述豎直截面中的所述豎直方向上可以具有相同的深度，并且所述密封條在所述豎直截面中的豎直方向上的厚度可以大于所述深度。

7、所述深度可以大于所述每個蝕刻式雙極板的厚度的50%并且所述深度可以小于所述每個蝕刻式雙極板的厚度的80%。

8、設(shè)置在所述每個蝕刻式雙極板中的任意一個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上的每個密封條與設(shè)置在相鄰的一個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上的每個密封條可以相對于一個所述膜電極組件非對稱地布置，并且設(shè)置在所述每個蝕刻式雙極板中的任意一個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上的每個密封條與設(shè)置在相鄰的一個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上的每個密封條可以相對于一個所述膜電極組件非對稱地布置。

9、在觀察所述每個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)和陰極側(cè)中的任一側(cè)的情況下，所述密封條可以包括密封條主體和設(shè)置在所述密封條主體的兩側(cè)的多個密封條突起，所述密封條主體容納在密封槽內(nèi)并且所述多個密封條突起抵靠所述密封槽的兩側(cè)。

10、本申請還公開了一種電解槽，其包括根據(jù)本申請各實施例的雙極板結(jié)構(gòu)。

11、通過采用根據(jù)本申請的雙極板結(jié)構(gòu)，可以顯著降低密封條被壓潰的風(fēng)險，從而改善雙極板結(jié)構(gòu)的密封性能、確保電解反應(yīng)的進(jìn)行并延長雙極板結(jié)構(gòu)的使用壽命。

12、應(yīng)當(dāng)理解，上述說明僅是本申請技術(shù)方案的概述，以便能夠更清楚地了解本申請的技術(shù)手段，從而可依照說明書的內(nèi)容予以實施。為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉例說明本申請的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.一種用于電解槽的雙極板結(jié)構(gòu)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，所述非對稱布置包括：在所述第一密封槽于所述豎直截面中的水平方向上的、靠近所述第二密封槽的側(cè)面與所述第二密封槽于所述豎直截面中的水平方向上的、靠近所述第一密封槽的側(cè)面之間存在間距。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，所述間距大于或等于所述密封條在所述豎直截面中的豎直方向上的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，所述第一密封槽與所述第二密封槽在所述豎直截面中的所述豎直方向上具有相同的深度，并且其中所述密封條在所述豎直截面中的豎直方向上的厚度大于所述深度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，所述深度大于所述每個蝕刻式雙極板的厚度的50%并且所述深度小于所述每個蝕刻式雙極板的厚度的80%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置在所述每個蝕刻式雙極板中的任意一個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上的每個密封條與設(shè)置在相鄰的一個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上的每個密封條相對于一個所述膜電極組件非對稱地布置，并且設(shè)置在所述每個蝕刻式雙極板中的任意一個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上的每個密封條與設(shè)置在相鄰的一個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上的每個密封條相對于一個所述膜電極組件非對稱地布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的雙極板結(jié)構(gòu)，其中，在觀察所述每個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)和陰極側(cè)中的任一側(cè)的情況下，所述密封條包括密封條主體和設(shè)置在所述密封條主體的兩側(cè)的多個密封條突起，所述密封條主體容納在密封槽內(nèi)并且所述多個密封條突起抵靠所述密封槽的兩側(cè)。

8.一種電解槽，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的雙極板結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種用于電解槽的雙極板結(jié)構(gòu)，包括：交替布置的多個第一蝕刻式雙極板和多個第二蝕刻式雙極板；多個膜電極組件，每一個膜電極組件均設(shè)置在多個第一蝕刻式雙極板中的任意一者以及與任意一個第一蝕刻式雙極板相鄰的多個第二蝕刻式雙極板中的一個第二蝕刻式雙極板之間，其中，在多個第一蝕刻式雙極板和多個第二蝕刻式雙極板中的每個蝕刻式雙極板的兩端處均分別設(shè)置有多個腔口，每一個腔口在每個蝕刻式雙極板的陽極側(cè)上設(shè)置有用于圍繞每一個腔口并容納密封條的第一密封槽并且在每個蝕刻式雙極板的陰極側(cè)上設(shè)置有用于圍繞每一個腔口并容納密封條的第二密封槽，第一密封槽與第二密封槽在雙極板結(jié)構(gòu)的豎直截面中被設(shè)置成非對稱布置。

技術(shù)研發(fā)人員：萬凱,李宜軒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：康明斯氫能（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10