新型电解水制氢电解槽装置

201 编辑：中冶有色技术网来源：浙江高成绿能科技有限公司

2024-05-11 16:53:00

权利要求书： 1.一种新型电解水制氢电解槽装置，所述电解槽装置依次包括上端板、正极板、膜材料、负极板和下端板，在所述正极板和负极板之间填充导电材料，所述上端板设有流水孔，所述流水孔与电解槽内部连通，其特征在于，所述上端板的上部与水箱一体化设计，所述水箱直接与上端板的流水孔连通。

2.如权利要求1所述的新型电解水制氢电解槽装置，其特征在于，所述上端板上开设通水孔，所述水箱中的水通过透水孔与膜接触，在电解时产生的氧气通又通过透水孔通到水箱中，最终氧气通过水箱的加水口排到大气中。

3.如权利要求1所述的新型电解水制氢电解槽装置，其特征在于，所述水箱内设有液位传感器。

4.如权利要求1所述的新型电解水制氢电解槽装置，其特征在于，所述水箱的顶部与大气连接。

5.如权利要求1所述的新型电解水制氢电解槽装置，其特征在于，所述下端板设有氢气排气口。

6.如权利要求1所述的新型电解水制氢电解槽装置，其特征在于，所述导电材料可以为碳纤维材料或金属纤维材料。

说明书：一种新型电解水制氢电解槽装置技术领域[0001] 本实用新型涉及制氢领域技术，具体涉及一种新型电解水制氢电解槽装置。背景技术[0002] 氢气反应或燃烧生成水并放出热能和电能，因此，氢气被公认为一种清洁能源，是21世纪大力开发、推广的能源。目前，氢气的制备方法有很多，如化学制氢、电解水制氢等。

其中，电解水制氢方式的氢气产量大，因此多被用于工业制氢。

[0003] 电解水制氢需要电解槽，其结构如图1所示，电解槽由端板、正极板、电极或膜、负极板、端板组成，在正极板和负极板之间填充导电材料。水从正极板一侧进入电解槽内，在

电解槽内电解成氢气和氧气，其中，氢气从负极板一侧排出，氧气从正极板一侧排出。由于

制氢属于连续生产，因此要保证水能够持续进入电解槽，这就对阳极侧水流有一定水压和

水流的要求，当水压不够工作时会水流会逆向流动，会影响电解槽性能、干烧、电极或膜破

损等致命破坏。同时电解槽工作还需要外加独立的水箱及管理供水，增加系统的复杂性。

[0004] 因此，本领域急需一种结构更简单、且能避免水流逆向的电解水制氢电解槽装置。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电解水制氢电解槽装置。

[0006] 为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。[0007] 在第一方面中，本申请提供一种新型电解水制氢电解槽装置，所述电解槽装置依次包括上端板、正极板、膜材料、负极板和下端板，在所述正极板和负极板之间填充导电材

料，所述上端板设有流水孔，所述流水孔与电解槽内部连通，所述上端板的上部与水箱一体

化设计，所述水箱直接与上端板的流水孔连通。本申请将水箱与上端板一体化设计，并设置

水箱中的水直接通过通水孔连通，由于重力作用，相当于水箱内的水直接压在导电材料上

方，只要保证水箱内有水，就能保证电解槽内有水，没有水流逆向的情况，避免了干烧、电极

或膜破损等致命破坏。另外，由于本装置不需要额外设置供水单元，结构更加简单。

[0008] 在第一方面的一种实施方式中，所述上端板上开设通水孔，所述通水口兼顾通气功能，所述氧气排气口即为水箱的加水口。

[0009] 在第一方面的一种实施方式中，所述水箱内设有液位传感器。液位传感器用于监控水箱内水位，避免水箱内的水用完。

[0010] 在第一方面的一种实施方式中，所述水箱的顶部与大气连接。在本装置中，电解生成的氧气通过通水孔直接排入水箱内，然后直接排入大气。

[0011] 在第一方面的一种实施方式中，所述水箱和上端板一体化固定。该设置可以减少水箱与上端板之间的管路。

[0012] 在第一方面的一种实施方式中，所述下端板设有氢气排气口。[0013] 在第一方面的一种实施方式中，所述导电材料为碳纤维材料或金属纤维材料，其他既透水又透气的导电材料也可以。

[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：[0015] (1)水箱直接一体化固定在上端板上，相当于水箱内的水直接与导电材料、膜接触，避免了水流逆向流动的情况，保护电解槽；

[0016] (2)减少了通水管路，使得整个电解槽结构更加简单。附图说明[0017] 图1为现有的电解槽结构示意图；[0018] 图2为本实用新型的电解槽结构示意图。[0019] 在附图中，1为上端板，2为正极板，3为膜，4为负极板，5为下端板，6为导电材料，7为进水口，8为氧气出口，9为氢气排气口，10为水箱，11为液位传感器，12为流水孔。

具体实施方式[0020] 除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的

从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值

与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

[0021] 以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均

作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实

用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。

[0022] 传统的电解水制氢电解槽如图1所示，包括从上往下依次包括上端板1、正极板2、膜3、负极板4和下端板5，在正极板2和负极板4之间填充导电材料6。在上端板1上设置进气

口和氧气出口8，在下端板5上设置氢气排气口9。其中，进水口7与额外设置的储水装置连接

(图上未显示储水装置)，氧气出口8直接连通大气。在实际生产过程中，该电解槽时对阳极

侧的水流、水压有一定的要求及氧气输出通过管道，如水压不够工作时会水流会逆向流动，

会影响电解槽性能、干烧、电极或膜3破损等致命破坏。同时电解槽工作还需要外加独立的

储水装置及管理供水，增加系统的复杂性。

[0023] 实施例[0024] 下面将对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不

限于下述的实施例。

[0025] 实施例1[0026] 一种新型电解水制氢电解槽，其结构如图2所示，包括上端板1、正极板2、膜3、负极板4和下端板5，在正极板2和负极板4之间填充导电材料6。在上端板1的顶部一体化固定一

个水箱10，在上端板1上开设多个流水孔12，所有流水孔12与水箱10内部连通，流水孔12还

具有排出氧气的作用。在水箱10内部设有液位传感器11，用于监控水箱10内水位。水箱10的

顶部开口，并直接连通大气。下端板5上设置氢气排气口9。

[0027] 该电解槽制氢工作时，在水箱10中加入合适的水，水通过上端板1和正极板2的流水孔12流入到电解槽导电材料6上，导电材料6具有透水透气功能，透过的水全面的接触到

膜3上，使整个膜3均匀的与水接触，保证膜3上有水，外供的电源电流通过正极板2向负极板

4流动，同时在槽内进行电化学反应，在阳极侧电解产生氧气通过通水孔12进入水箱10，最

终排出水面最后排到大气中，阴极侧电解产生氢气，通过氢气排气口9输出氢气，输出的氢

气可以直接使用或储存。

[0028] 本实施例将水箱10直接集成在上端板1上，且可与电解槽内部的水形成循环，带走电解槽工作过程中产生的热量，起到冷却的效果。

[0029] 上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的

一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施

例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的

改进和修改都本申请的范围之内。