电解制氢用非均匀双极式乳突板

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2024-03-12 17:07:36

权利要求书： 1.一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，包括：基板，在基板的下边沿上设置有电解液进口，在基板的上边沿右侧正面上设置有氢气出口，在基板的上边沿左侧反面上设置有氧气出口，在基板上冲压有若干个乳突，乳突所在处的基板的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，其特征在于：基板中部区域的乳突的密度大于基板左侧区域的乳突的密度，基板中部区域的乳突的密度大于基板右侧区域的乳突的密度，在基板左侧区域中设置有若干个单向突点，单向突点所在处的基板的正面凹陷、反面突起，单向突点的突起高度小于基板上的各个乳突的突起高度。

2.根据权利要求1所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：每个区域中的各个乳突横平竖直排列，每个区域中的每横排和每竖列中的各个乳突均以一个在基板的正面形成突起、一个在基板的反面形成突起而依次交替间隔布置。

3.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板中部区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。

4.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板左侧区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。

5.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板右侧区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。

6.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板中部区域的各个相邻乳突之间的左右距离从中间向两侧逐渐扩大。

7.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板左侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离从内向外逐渐扩大。

8.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板右侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离从内向外逐渐扩大。

9.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板中部区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。

10.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板左侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。

11.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板右侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。

12.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板上的各个乳突的突起高度均相等，基板中部区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为A，基板左侧区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为C，基板右侧区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为B，B＞A，C＞A。

13.根据权利要求2所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其特征在于：基板中部区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为1，基板中部区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K1，基板左侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为3，基板左侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K3，基板右侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为2，基板右侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K2，2＞1、3＞1或者K2＞K1、K3＞K1。

说明书：一种电解制氢用非均匀双极式乳突板技术领域[0001] 本发明涉及电解制氢领域，具体涉及电解制氢用非均匀双极式乳突板。背景技术[0002] 水电解制氢用的电解槽中的极板的结构包括乳突板，乳突板上冲压有乳突，乳突用于固定镍网，形成电子传输通道，同时与隔膜之间形成供电解液流动的空间。现有的乳突板上的乳突都均匀对称分布、且乳突大小相同，这种结构导致乳突板表面上电解液流动的不均匀性，乳突板中部区域的流速相对较大（符合两点之间距离最短最省力的常识），乳突板左、右两侧区域流速较小，流速低的区域气泡容易堆积而降低电解效率；流动的不均匀会使电解槽内部温度不均，温度控制更困难。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题是：将提供一种能提高乳突板表面流场分布均匀性的电解制氢用非均匀双极式乳突板。[0004] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，包括：基板，在基板的下边沿上设置有电解液进口，在基板的上边沿右侧正面上设置有氢气出口，在基板的上边沿左侧反面上设置有氧气出口，在基板上冲压有若干个乳突，乳突所在处的基板的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，其特征在于：基板中部区域的乳突的密度大于基板左侧区域的乳突的密度，基板中部区域的乳突的密度大于基板右侧区域的乳突的密度，在基板左侧区域中设置有若干个单向突点，单向突点所在处的基板的正面凹陷、反面突起，单向突点的突起高度小于基板上的各个乳突的突起高度。[0005] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：每个区域中的各个乳突横平竖直排列，每个区域中的每横排和每竖列中的各个乳突均以一个在基板的正面形成突起、一个在基板的反面形成突起而依次交替间隔布置。[0006] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板中部区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。[0007] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板左侧区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。[0008] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板右侧区域上的各个相邻乳突之间的上下距离和左右距离均相等。[0009] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板中部区域的各个相邻乳突之间的左右距离从中间向两侧逐渐扩大。[0010] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板左侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离从内向外逐渐扩大。[0011] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板右侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离从内向外逐渐扩大。[0012] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板中部区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。[0013] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板左侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。[0014] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板右侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离从下向上逐渐扩大。[0015] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板上的各个乳突的突起高度均相等，基板中部区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为A，基板左侧区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为C，基板右侧区域上的各个乳突的突起的外轮廓直径均为B，B＞A，C＞A。[0016] 进一步的，前述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板，其中：基板中部区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为1，基板中部区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K1，基板左侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为3，基板左侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K3，基板右侧区域的各个相邻乳突之间的左右距离均为2，基板右侧区域的各个相邻乳突之间的上下距离均为K2，2＞1、3＞1或者K2＞K1、K3＞K1。[0017] 本发明的优点为：所述的非均匀双极式乳突板由于其上的基板中部区域的乳突的密度大于基板左侧区域的乳突的密度、基板中部区域的乳突的密度大于基板右侧区域的乳突的密度，使得乳突板中部区域流阻更大，电解液分配相对较少，从而使中部区域的流速能降低，而乳突板左右两侧的乳突密度较小，流阻也相对较小，电解液分配与原设计相比相对较多，从而使乳突板左右两侧的流速能提高，这样使乳突板表面中部区域和左侧区域、中部区域和右侧区域之间的流速差能减少，从而能使电解液在乳突板表面上比较均匀的流动；另外，由于在基板左侧区域中设置有若干个单向突点，单向突点所在处的基板的正面凹陷、反面突起，使得流过基板左侧区域和右侧区域的电解液的流量差距能减小。

附图说明[0018] 图1为本发明所述的电解制氢用非均匀双极式乳突板的一种结构示意图。[0019] 图2为图1中所示的非均匀双极式乳突板的后视结构示意图。[0020] 图3为本发明所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板的另一种结构示意图。[0021] 图4为本发明所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板的再一种结构示意图。[0022] 图5为本发明所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板的又一种结构示意图。[0023] 图6为本发明所述的一种电解制氢用非均匀双极式乳突板的剖切结构示意图。具体实施方式[0024] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。[0025] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种电解制氢的非均匀双极式乳突板，包括：基板1，本实施例中，基板1为圆形板，在基板1的下边沿上设置有电解液进口2，在基板1的上边沿右侧正面上设置有氢气出口31，在基板1的上边沿左侧反面上设置有氧气出口32，在基板1上冲压有若干个乳突4，乳突4所在处的基板1的一侧表面突起、另一侧表面凹陷，基板中部区域5的乳突4的密度大于基板左侧区域7的乳突4的密度，基板中部区域5的乳突4的密度大于基板右侧区域6的乳突4的密度，在基板1左侧区域7中设置有若干个单向突点8，单向突点8所在处的基板1的正面凹陷、反面突起，单向突点8的突起高度小于基板1上的各个乳突4的突起高度。

[0026] 在基板1的正面上，由于氢气出口31位于基板1右侧区域6的上端，使得电解液容易流向右侧区域6，这样流向左侧区域7中的电解液会大大减少，从而会降低左侧区域7的电解效率，为了缩小左侧区域7和右侧区域6中电解液流量的差距，在左侧区域7中设置有若干个单向突点8，并且使每个单向突点8在基板1的正面上形成一个凹槽，这样使基板1正面的左侧区域7能更多的容纳电解液，从而能更好的引流电解液，使得流向右侧区域6的电解液能减少，流向左侧区域7的电解液能增多。[0027] 在基板1的反面上，由于氧气出口32位于左侧区域7的上端，使得电解液容易流向左侧区域7，这样流向右侧区域6中的电解液会大大减少，从而会降低右侧区域6的电解效率，为了缩小左侧区域7和右侧区域6中电解液流量的差距，在左侧区域7中设置有若干个单向突点8，并且使每个单向突点8在基板1的反面上形成一个小突点，各个小突点能阻碍电解液从左侧区域7流过，使得流向左侧区域7的电解液能减少，流向右侧区域6的电解液能增多。[0028] 在本实施例中，每个区域中的各个乳突4横平竖直排列，每个区域中的每横排和每竖列中的各个乳突4均以一个在基板1的正面形成突起、一个在基板1的反面形成突起而依次交替间隔布置。[0029] 图1、图2所示的是非均匀双极式乳突板的一种结构示意图，图1、图2中，基板1中部区域5上的各个相邻乳突4之间的上下距离和左右距离均相等，均为S1。基板1左侧区域7上的各个相邻乳突4之间的上下距离和左右距离均相等，均为S3。基板1右侧区域6上的各个相邻乳突4之间的上下距离和左右距离均相等，均为S2；S1＜S3，S1＜S2。[0030] 图3所示的是非均匀双极式乳突板的另一种结构示意图，图3中，基板1中部区域5的各个相邻乳突4之间的左右距离从中间向两侧逐渐扩大，1＜2＜3。基板1左侧区域7的各个相邻乳突4之间的左右距离从内向外逐渐扩大，M1＜M2＜M3＜M4。基板1右侧区域6的各个相邻乳突4之间的左右距离从内向外逐渐扩大，N1＜N2＜N3＜N4＜N5。[0031] 图4所示的是非均匀双极式乳突板的再一种结构示意图，图4中，基板1中部区域5的各个相邻乳突4之间的左右距离均为1，基板1中部区域的各个相邻乳突4之间的上下距离均为K1，基板1左侧区域7的各个相邻乳突4之间的左右距离均为3，基板1左侧区域7的各个相邻乳突4之间的上下距离均为K3，基板1右侧区域6的各个相邻乳突4之间的左右距离均为2，基板1右侧区域6的各个相邻乳突4之间的上下距离均为K2，2＞1、3＞1且K2＞K1、K3＞K1。[0032] 图5所示的是非均匀双极式乳突板的又一种结构示意图，图5中，基板1中部区域5的各个相邻乳突4之间的上下距离从下向上逐渐扩大，A1＜A2＜A3＜A4＜A5。基板1左侧区域7的各个相邻乳突4之间的上下距离从下向上逐渐扩大，C1＜C2＜C3＜C4＜C5。基板1右侧区域6的各个相邻乳突4之间的上下距离从下向上逐渐扩大，B1＜B2＜B3＜B4＜B5。

[0033] 如图5所示，基板1上的各个乳突4的突起高度均相等，基板1中部区域5上的各个乳突4的突起的外轮廓直径均为A，基板1左侧区域7上的各个乳突4的突起的外轮廓直径均为C，基板1右侧区域6上的各个乳突4的突起的外轮廓直径均为B，B＞A，C＞A。