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      一種質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層

      文檔序號:40277256發(fā)布日期:2024-12-11 13:11閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,所述斜穿孔多孔傳輸層的斜穿孔兩頭分別面向雙極板和催化層,其中,面向雙極板的一頭與流道連通,而面向催化層的一頭則位于雙極板肋板的正下方。

      2.根據權利要求1所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,所述斜穿孔的制造方法包括機械穿孔法、射流穿孔法和激光穿孔法。

      3.根據權利要求2所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,所述機械穿孔法的步驟包括:對原始多孔傳輸層進行清洗并修整其表面;確定多孔傳輸層上與雙極板流道相接觸的區(qū)間,并根據斜穿孔方案,標記出斜穿孔的位置;在斜穿孔位置上,依據多孔傳輸層的厚度以及流道-肋板分布情況,確定斜穿孔的直徑以及角度,使斜穿孔的兩頭分別位于面向雙極板的流道區(qū)段和面向催化層的肋板區(qū)段;利用鉆頭對多孔傳輸層進行斜鉆孔或利用鉸刀對多孔傳輸層進行斜鉸削,使之形成孔洞。

      4.根據權利要求2所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,所述射流穿孔法的步驟包括:對原始多孔傳輸層進行清洗并修整其表面;確定多孔傳輸層上與雙極板流道相接觸的區(qū)間,并根據斜穿孔方案,標記出斜穿孔的位置;在斜穿孔位置上,依據多孔傳輸層的厚度以及流道-肋板分布情況,確定斜穿孔的直徑以及角度,使斜穿孔的兩頭分別位于面向雙極板的流道區(qū)段和面向催化層的肋板區(qū)段;使用高速噴射的磨料顆?;蛩?,沖擊多孔傳輸層表面,使之形成孔洞。

      5.根據權利要求2所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,所述激光穿孔法的步驟包括:對原始多孔傳輸層進行清洗并修整其表面;確定多孔傳輸層上與雙極板流道相接觸的區(qū)間,并根據斜穿孔方案,標記出斜穿孔的位置;在斜穿孔位置上,依據多孔傳輸層的厚度以及流道-肋板分布情況,確定斜穿孔的直徑以及角度,使斜穿孔的兩頭分別位于面向雙極板的流道區(qū)段和面向催化層的肋板區(qū)段;使用激光光束照射多孔傳輸層表面,使之形成孔洞。

      6.根據權利要求1所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,針對蛇形流道質子交換膜電解槽,對多孔傳輸層采用:從雙極板一側的每一節(jié)蛇形流道區(qū)段表面,沿流動方向,依次斜向催化層一側的對應肋板區(qū)段開斜孔的斜穿孔方案。

      7.根據權利要求1所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,針對平行流道質子交換膜電解槽,對多孔傳輸層采用:從雙極板一側的每一節(jié)平行流道區(qū)段表面,沿流動方向,依次斜向催化層一側的對應肋板區(qū)段開斜孔的斜穿孔方案。

      8.根據權利要求1所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,針對叉指流道質子交換膜電解槽,對多孔傳輸層采用:從雙極板一側的每一節(jié)連通出口歧管的平行流道區(qū)段表面,沿流動方向,依次斜向催化層一側的對應肋板區(qū)段開斜孔的斜穿孔方案。

      9.根據權利要求1所述的質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,其特征在于,針對蛇形-平行混合流道質子交換膜電解槽,對多孔傳輸層采用:從雙極板一側的每一節(jié)蛇形流道區(qū)段表面,沿流動方向,依次斜向催化層一側的對應肋板區(qū)段開斜孔的斜穿孔方案。

      10.權利要求1~9任一項所述質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層在質子交換膜電解槽中的應用。


      技術總結
      本發(fā)明公開了一種質子交換膜電解槽中的斜穿孔多孔傳輸層,屬于質子交換膜水電解技術領域。本發(fā)明通過分析質子交換膜電解槽多孔傳輸層內液態(tài)水與氧氣的流動特性,剖析雙極板肋板的存在對氧氣排除效率的影響,提出了一種促進肋板下氧氣排除的多孔傳輸層結構優(yōu)化技術——斜穿孔技術?;诖酥圃於傻男贝┛锥嗫讉鬏攲涌蔀檠鯕獾倪\輸提供優(yōu)先通道,有效的優(yōu)化了電解槽內部的氣液兩相流動以及物質傳遞效率,促進液態(tài)水的供應以及生成氧氣的排除,從而提高電解槽的總體性能。總而言之,本發(fā)明能為質子交換膜電解槽提供一種全新的、有助于改善其性能的多孔傳輸層結構優(yōu)化方案,具有十分廣闊的市場前景。

      技術研發(fā)人員:王夷飛,吳清權,張明明,徐心海
      受保護的技術使用者:哈爾濱工業(yè)大學(深圳)(哈爾濱工業(yè)大學深圳科技創(chuàng)新研究院)
      技術研發(fā)日:
      技術公布日:2024/12/10
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