[发明专利]一种质子膜水电解池

说明书

技术领域

本发明涉及能源与化工技术领域，特别是涉及一种质子膜水电解池。

背景技术

质子膜水电解池堆是将水电解成氢气与氧气的装置，它由一系列相同结构的单电池组成，单电池的基本结构如图1所示，以有机材料的电解质膜05为中心对称分布着阴极集电器03、阴极膜电极04与阳极膜电极06、阳极集电器07和带有集水、集气孔的上双极板01、下双极板09，集电器与膜电极的外周有密封材料的密封圈密封，密封圈的外侧与双极板外缘平齐。上密封圈02位于上双极板01与电解质膜05之间，中央包裹着阴极集电器03和阴极膜电极04，下密封圈08位于下双极板09与电解质膜05之间，中央包裹着阳极膜电极06和阳极集电器07，实现电池内阴、阳二室间的物质隔离，并能防止电池内物质向环境泄漏。

通常的电池制造方法中，上述各部件均独立加工后，按图1所述单电池的基本结构进行组装。在这一过程中，由于组装部件多，组装时配合不便，影响组装效率以及产品质量；另一方面在极板两侧开槽加工方面，加工要求高、经济效率差，特别是薄板上开槽时，由于机加工过程产生的变形，难以保证槽深的一致性以及双极板的成品率和可靠性，加工成本较高，加工难度较大，制约着质子膜水电解池技术的普及和轻量化与小型化的发展。

综上所述，如何有效地实现在电解系统轻量化的基础上，提高质子膜水电解池的性能，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种质子膜水电解池，该质子膜水电解池有效地实现了在电解系统轻量化的基础上，提高了质子膜水电解池的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种质子膜水电解池，包括一个或若干个依次叠放排布的单电池，所述单电池包括电解质膜、以所述电解质膜为中心两侧依次对称分布有一体化阴极膜电极、集电器与流场板、上隔板和一体化阳极膜电极、集电器与流场板、下隔板，隔板为平板，一体化膜电极、集电器与流场板靠近所述电解质膜的一侧为膜电极层，远离所述电解质膜的一侧为一体化集电器与流场板，所述一体化集电器与流场板靠近所述隔板的一侧开设有用于通水通气的流道，相邻所述流道相互垂直或者具有夹角。

优选地，所述一体化集电器与流场板为耐腐蚀的多孔金属板，所述流道通过两个平行转动的辊轮压制成型，其中一个所述辊轮表面光滑，另一个所述辊轮表面上具有与所述流道形状相配合的槽道；

或者所述一体化集电器与流场板上的所述流道通过机加工成型。

优选地，所述流道为一字型流道或者十字型流道。

优选地，所述一体化集电器与流场板为多孔钛板，所述多孔钛板通过粒径为40目到200目的粉末钛压制成型。

优选地，所述膜电极层为直接涂敷在所述一体化集电器与流场板上的催化剂或沉积在所述一体化集电器与流场板上的催化层。

优选地，所述一体化集电器与流场板的外周包裹有密封圈。

优选地，所述密封圈的外侧与所述隔板的外缘平齐。

优选地，相邻所述一体化集电器与流场板间的流道相互垂直。

优选地，位于两侧的所述单电池的外侧安装有端板，所述质子膜水电解池通过压力机压到设定压力后紧固成型。

优选地，两侧所述端板之间贯穿有拉杆，所述拉杆通过螺母紧固。