[发明专利]一种工业电解槽

说明书

本发明涉及工业制氢技术领域，公开了一种结构稳定且衰减轴向剪切力效果较好的工业电解槽，具备：第一框架(105a)；第二框架(105b)，其与第一框架(105a)相互贴合，以形成反应腔；质子交换膜(110a)，用于交换质子；第一密封部件(106a)，其设置于第一框架(105a)与质子交换膜(110a)的一侧贴合处之间，其内缘并延伸至反应腔；第二密封部件(106b)，其设置于第二框架(105b)与质子交换膜(110a)的另一侧贴合处之间，其内缘并延伸至反应腔；第二密封部件(106b)的内缘延伸的宽度大于第一密封部件(106a)的内缘延伸的宽度。

技术领域

本发明涉及工业制氢技术领域，更具体地说，涉及一种工业电解槽。

背景技术

质子交换膜电解池通过电解水产生氢气和氧气而作为氢气发生器。现有技术中，纯净水在电解槽的氧电极(阳极)处反应以形成氧气、电子和氢离子(质子)，氢离子由阳极侧输出，从而电解产生的氢离子在阴极侧产生较高的压力(例如1MPa-10MPa)，使得质子交换膜可能受到由MEA和流场之间的不连续性引起的气压增加的不利影响。

虽然现有的框架之间对质子交换膜紧密接触，使得质子交换膜构造成与框架组件成一体。然而，由于框架的棱过深地穿透进入膜中，这种不连续性的穿透可能由MEA在框架和流场之间的间隙中夹紧而导致MEA损坏；或质子交换膜在反应腔内承受过大的压力，即质子交换膜因承受过大的轴向剪切力/应力，导致质子交换膜与框架的内框接触侧被刺穿或应力撕裂。

因此，如何减少质子交换膜与框架的内框接触侧的轴向剪切力/应力以保证质子交换膜结构的一致性成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述框架的棱过深地穿透进入膜中，这种不连续性的穿透可能由MEA在框架和流场之间的间隙中夹紧而导致MEA损坏；或质子交换膜在反应腔内承受过大的压力，即质子交换膜因承受过大的轴向剪切力/应力，导致质子交换膜与框架的内框接触侧被刺穿或应力撕裂的缺陷，提供一种结构稳定且衰减轴向剪切力效果较好的工业电解槽。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种工业电解槽，具备：

第一框架，其形成为中空结构；

第二框架，其与所述第一框架相互贴合，以形成反应腔；

质子交换膜，其设在所述第一框架与所述第二框架之间，用于交换质子；

第一密封部件，其设置于所述第一框架与所述质子交换膜的一侧贴合处之间，其内缘并延伸至所述反应腔；

第二密封部件，其设置于所述第二框架与所述质子交换膜的另一侧贴合处之间，其内缘并延伸至所述反应腔；

所述第二密封部件的内缘延伸的宽度大于所述第一密封部件的内缘延伸的宽度。

在一些实施方式中，所述第二密封部件的内边缘宽度大于所述第一密封部件的内边缘宽度。

在一些实施方式中，所述质子交换膜将所述反应腔分隔为第一反应腔及第二反应腔，

所述第一密封部件设置在所述第一反应腔，

所述第二密封部件设置在所述第二反应腔。

在一些实施方式中，所述第一反应腔设置为阳极腔，

所述第二反应腔设置为阴极腔。

在一些实施方式中，在所述第一反应腔内设置至少一层钛网及至少一层毡布，

所述钛网及所述毡布贴合设置，以形成阳极集电层。

在一些实施方式中，在所述第二反应腔设置至少两层毡布及至少一层钛网，

所述钛网及所述毡布贴合设置，以形成阴极集电层。