本技術涉及制氫,具體涉及一種采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型。
背景技術:
1、在常規的水電解制氫電解槽及各種水電解制氫電解槽模型中,由于電解小室需要一定的空間,常常采用條狀支撐(水電解制氫電解槽)或蛇形流道(水電解制氫電解槽模型)將電極支撐起來,這些結構可以滿足基本需求,但由于這些支撐件本身占據了不小的空間,會影響氣體排出,且支撐件與極網大面積接觸,產生了一些“電解死區”,影響電解效率。此外,由于不可避免的組件加工誤差與難以控制的墊片壓縮量,以及出于對電極與隔膜的保護,水電解制氫電解槽(模型)的陰陽電極之間,難以達到理想狀態的“膜極距”,這會導致電解小室電壓略高于“膜極距”狀態,這幾點造成的電能損耗在小范圍短時間生產下可能不起眼,但從整個行業與長期生產的角度看,會造成極大的能源浪費。
2、總的來說,水電解制氫電解槽模型中,主要包括如下缺點:
3、1、電極支撐件具有較大體積,占據了較多電解小室空間,會在一定程度上影響氣體排出。
4、2、電極支撐件與極網大面積接觸,產生較多的“電解死區”,影響電解效率。
5、3、墊片的制造受多種的條件影響,實際制造出的墊片參數可能與墊片制造廠家給出的經驗參數有差別,而且計算仿真得到的墊片壓縮量與實際壓縮時有區別,電解槽的工作時溫度會從室溫升到90攝氏度左右,墊片也會受熱膨脹,因此墊片的實際壓縮量難以獲取準確的數值,綜上,加之電解槽組件的加工誤差,使陰陽極電極之間很難達到“膜極距”的理想狀態,使電解小室產生了額外的小室電壓。
技術實現思路
1、本實用新型要解決的技術問題是提供一種采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,電極支撐組件在小試空間內的空間占據比例較小,有利于氣體溢出,還能夠使陰陽極極網之間始終保持“膜極距”。
2、為了解決上述技術問題,本實用新型提供了一種采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,包括兩個相對固定的電極內框,兩個電極內框內均設置有電極板,所述電極板與電極內框之間配合形成單側小試空間,兩個單側小試空間內的電極板上分別設置有電極支撐柱和彈簧頂針,所述電極支撐柱和彈簧頂針相對設置,所述電極支撐柱和彈簧頂針之間設置有陰極網、隔膜和陽極網,所述電極支撐柱陰極網、隔膜和陽極網通過彈簧頂針相互貼合抵接,所述隔膜通過墊片設置在兩個電極內框之間,所述電極內框上設置有與單側小試空間貫通的進液通道和出氣通道。
3、進一步的,所述電極內框位于遠離單側小試空間一側的表面上依次開設有第一臺階槽和第二臺階槽,所述電極板設置在第一臺階槽內,所述第二臺階槽內設置有密封橡膠板。
4、進一步的,所述電極內框表面設置有外框,所述密封橡膠板表面還設置有壓板,所述外框上設置有密封螺栓,所述密封螺栓用于頂壓壓板,所述外框與電極內框之間通過第一螺栓鎖固連接,所述外框、壓板以及密封橡膠板上均設置有接線口。
5、進一步的,所述密封螺栓對應的外框上設置有金屬嵌套,所述密封螺栓與金屬嵌套螺紋連接。
6、進一步的,兩個電極內框以及墊片通過第二螺栓與螺母配合夾緊固定,所述墊片材質為ptfe。
7、進一步的,兩個單側小試空間分別為陽極側槽體和陰極側槽體,所述電極支撐柱設置在陽極側槽體內,所述彈簧頂針設置在陰極側槽體內。
8、進一步的,所述陽極側槽體的內表面上設置有第三臺階槽,所述隔膜設置在第三臺階槽內。
9、進一步的,所述進液通道和出氣通道上均設置有快速接頭。
10、進一步的,電極支撐柱和彈簧頂針均為鎳材、貴金屬或者鍍鎳制備而成。
11、本實用新型的有益效果:
12、1、采用柱狀結構與柱狀彈性結構作為電極的支撐組件,柱狀結構占據了更小的小室空間,且能夠均布分散,均布分散結構對氣體溢出的阻礙作用極小。
13、2、較比現有結構中極網與支撐件之間的面接觸轉變為了點接觸,減少了“電解死區”提高了電解效率。
14、3、電解小室數量一定的前提下,電流大小決定了產氣多少,功率p=電壓*電流,所以電流一定的情況下,能夠用更小的小室電壓完成電解,能耗就越低,彈簧頂針的運用,使得整體結構具有彈性支撐效果,可以在一定的支撐范圍內提供浮動支撐,保證小室電壓無波動或者波動極小,使陰陽極極網之間始終保持“膜極距”,有效降低小室電壓,達到節約能源的目的。
1.一種采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,包括兩個相對固定的電極內框,兩個電極內框內均設置有電極板,所述電極板與電極內框之間配合形成單側小試空間,兩個單側小試空間內的電極板上分別設置有電極支撐柱和彈簧頂針,所述電極支撐柱和彈簧頂針相對設置,所述電極支撐柱和彈簧頂針之間設置有陰極網、隔膜和陽極網,所述電極支撐柱、陰極網、隔膜和陽極網通過彈簧頂針相互貼合抵接,所述隔膜與墊片設置在兩個電極內框之間,所述電極內框上設置有與單側小試空間貫通的進液通道和出氣通道。
2.如權利要求1所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,所述電極內框位于遠離單側小試空間一側的表面上依次開設有第一臺階槽和第二臺階槽,所述電極板設置在第一臺階槽內,所述第二臺階槽內設置有密封橡膠板。
3.如權利要求2所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,所述電極內框外表面設置有外框,所述密封橡膠板表面還設置有壓板,所述外框上設置有密封螺栓,所述密封螺栓用于頂壓壓板,所述外框與電極內框之間通過第一螺栓鎖固連接,所述外框、壓板以及密封橡膠板上均設置有接線口。
4.如權利要求3所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,所述密封螺栓對應的外框上設置有金屬嵌套,所述密封螺栓與金屬嵌套螺紋連接。
5.如權利要求1所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,兩個電極內框以及墊片通過第二螺栓與螺母配合夾緊固定,所述墊片材質為ptfe。
6.如權利要求1所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,兩個單側小試空間分別為陽極側槽體和陰極側槽體,所述電極支撐柱設置在陽極側槽體內,所述彈簧頂針設置在陰極側槽體內。
7.如權利要求6所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,所述陽極側槽體的內表面上設置有第三臺階槽,所述隔膜設置在第三臺階槽內。
8.如權利要求1所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,所述進液通道和出氣通道上均設置有快速接頭。
9.如權利要求1所述的采用柱狀彈性電極支撐件的水電解制氫電解槽模型,其特征在于,電極支撐柱和彈簧頂針均為鎳材、貴金屬或者鍍鎳制備而成。