本技術(shù)涉及制氫，具體為一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具。

背景技術(shù)：

1、氫能作為清潔能源，具有高熱值、低密度、高擴(kuò)散速率以及小分子大能量等特點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是一種最具希望取代化石能源的替代能源。其中，電解水制氫技術(shù)以利用可再生能源(如風(fēng)、光、水)生產(chǎn)氫氣，實(shí)現(xiàn)零碳排放制氫過程，加速綠色能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型而備受關(guān)注。質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)(pemwe)適應(yīng)功率范圍寬，能夠迅速響應(yīng)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)功率快速波動的復(fù)雜工況，并耦合太陽能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與pem電解水制氫系統(tǒng)，從而將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫能。

2、然而，現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜電解水夾具，不能滿足需求。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，主要存在以下問題：一方面，現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜電解水夾具中鈦氈與流場之間無支撐作用，長期運(yùn)行過程中會導(dǎo)致鈦氈與流場外側(cè)區(qū)域接觸部分彎曲變形，從而損壞鈦氈，導(dǎo)致耐久性差；另一方面，電壓采集口位于極板上端與電源線纜接口處，存在壓降，采集不到真實(shí)電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于如何防止鈦氈彎曲變形以及如何保證采集真實(shí)電壓。

2、為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，包括膜電極、陽極板、陰極板、鈦氈、支撐膠圈、端板、電壓采集耳，所述陽極板、陰極板設(shè)置于膜電極的相對兩側(cè)，所述陽極板和陰極板與膜電極之間還設(shè)有鈦氈，所述支撐膠圈包裹在鈦氈外側(cè)且支撐膠圈的厚度大于鈦氈厚度，所述端板分別設(shè)置于陽極板、陰極板背離所述膜電極的一側(cè)，位于陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端設(shè)置有電壓采集耳。

4、由于支撐膠圈的厚度大于鈦氈，使得支撐膠圈對鈦氈起到保護(hù)作用，鈦氈不易被擠壓變形，進(jìn)而保證膜電極實(shí)驗(yàn)性能。另外，在電解水過程中，將電壓采集耳設(shè)置在位于所述陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端，使得在此采集到的電壓則為電解槽電解水過程中的真實(shí)電壓。

5、優(yōu)選地，所述端板和陽極板以及端板和陰極板之間均設(shè)置有絕緣板。

6、優(yōu)選地，所述陽極板和陰極板流場區(qū)域外圍均設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述支撐膠圈設(shè)置在環(huán)形凹槽內(nèi)。

7、優(yōu)選地，所述陽極板和陰極板上均設(shè)有接線耳。

8、優(yōu)選地，所述陽極板和陰極板流場區(qū)域均為水平溝槽流場結(jié)構(gòu)，流道寬度為0.4-4mm，流場深度為0.1-2mm。

9、優(yōu)選地，所述鈦氈的孔隙里均鍍pt，孔隙率為70％。

10、優(yōu)選地，所述陽極板、陰極板、端板上對應(yīng)的設(shè)置有多個安裝通孔和供流體進(jìn)出的進(jìn)口和出口，并通過緊固螺栓貫穿安裝通孔將陽極板、陰極板、端板進(jìn)行鎖緊固定。

11、優(yōu)選地，所述陽極板、陰極板靠近膜電極的一側(cè)的進(jìn)口和出口位置均設(shè)置有密封槽，所述密封槽內(nèi)放置有密封圈。

12、優(yōu)選地，所述陽極板、陰極板的材質(zhì)為鈦或鈦合金材質(zhì)。

13、優(yōu)選地，所述支撐膠圈材質(zhì)為硅膠。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

15、由于支撐膠圈的厚度大于鈦氈，使得支撐膠圈對鈦氈起到保護(hù)作用，鈦氈不易被擠壓變形，進(jìn)而保證膜電極實(shí)驗(yàn)性能。另外，在電解水過程中，將電壓采集耳設(shè)置在位于所述陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端，使得在此采集到的電壓則為電解槽電解水過程中的真實(shí)電壓。

技術(shù)特征：

1.一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：包括膜電極、陽極板、陰極板、鈦氈、支撐膠圈、端板、電壓采集耳，所述陽極板、陰極板設(shè)置于膜電極的相對兩側(cè)，所述陽極板和陰極板與膜電極之間還設(shè)有鈦氈，所述支撐膠圈包裹在鈦氈外側(cè)且支撐膠圈的厚度大于鈦氈厚度，所述端板分別設(shè)置于陽極板、陰極板背離所述膜電極的一側(cè)，位于陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端設(shè)置有電壓采集耳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述端板和陽極板以及端板和陰極板之間均設(shè)置有絕緣板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板和陰極板流場區(qū)域外圍均設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述支撐膠圈設(shè)置在環(huán)形凹槽內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板和陰極板上均設(shè)有接線耳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板和陰極板流場區(qū)域均為水平溝槽流場結(jié)構(gòu)，流道寬度為0.4-4mm，流場深度為0.1-2mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述鈦氈的孔隙里均鍍pt，孔隙率為70％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板、陰極板、端板上對應(yīng)的設(shè)置有多個安裝通孔和供流體進(jìn)出的進(jìn)口和出口，并通過緊固螺栓貫穿安裝通孔將陽極板、陰極板、端板進(jìn)行鎖緊固定。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板、陰極板靠近膜電極的一側(cè)的進(jìn)口和出口位置均設(shè)置有密封槽，所述密封槽內(nèi)放置有密封圈。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述陽極板、陰極板的材質(zhì)為鈦或鈦合金材質(zhì)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，其特征在于：所述支撐膠圈材質(zhì)為硅膠。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種質(zhì)子交換膜電解水單池夾具，包括膜電極、陽極板、陰極板、鈦氈、支撐膠圈、端板、電壓采集耳，陽極板、陰極板設(shè)置于膜電極的相對兩側(cè)，陽極板和陰極板與膜電極之間還設(shè)有鈦氈，支撐膠圈包裹在鈦氈外側(cè)且支撐膠圈的厚度大于鈦氈厚度，端板分別設(shè)置于陽極板、陰極板背離所述膜電極的一側(cè)，位于陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端設(shè)置有電壓采集耳。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，支撐膠圈的厚度大于鈦氈，使得支撐膠圈對鈦氈起到保護(hù)作用，鈦氈不易被擠壓變形，且在電解水過程中，將電壓采集耳設(shè)置在位于所述陽極板和陰極板的流場區(qū)域平齊一端，使得在此采集到的電壓則為電解槽電解水過程中的真實(shí)電壓。

技術(shù)研發(fā)人員：吳孝彬,肖磊,何良,闞宏偉,張新建
受保護(hù)的技術(shù)使用者：科威爾技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240516
技術(shù)公布日：2024/12/26