[发明专利]模块化电解单元

说明书

技术领域

本公开涉及电解装置领域。具体公开了一种模块化电解单元，所述模块化组装包括多个互连的框架，所述框架可以具有离子可渗透膜或被动电极，所述被动电极附连且密封至所述框架。

发明内容

本文公开了一种模块化电解系统，在一种实施方式中，其包括：凹形端板、多个膜框架、多个被动电极框架和凸形端板。

在一个示例中，凹形端板包括：第一纵向侧部，所述凹形端板的第一纵向侧部相应地包括位于其中的凹形对准凹痕；和凹形端板电极，所述凹形端板电极固定至凹形端板的第一纵向侧部。

在一种实施方式中，每个膜框架均包括：第一纵向侧部，所述膜框架的第一纵向侧部具有位于其中的凸形对准棘爪；限定第一气体产生室的表面，所述第一气体产生室纵向延伸穿过膜框架；限定电解液分配室的一部分的表面，所述电解液分配室纵向延伸穿过膜框架并且与第一气体产生室流体连通；和限定电解液流动通道的表面，所述电解液流动通道从电解液分配室竖直向下延伸到第一气体产生室的下部区域。限定第一气体收集室的一部分的表面，所述第一气体收集室纵向延伸穿过膜框架，其中，第一气体收集室位于第一气体产生室的向上区域处并且第一气体收集室在第一气体收集室的上部区域处与第一气体产生室流体连通。在一种实施方式中，膜框架还包括限定第二纵向侧部的表面，所述膜框架的第二纵向侧部与所述膜框架的第一纵向侧部纵向相对。在一种实施方式中，所述膜框架的第二纵向侧部具有限定凹形对准棘爪的表面，所述凹形对准棘爪用于结合毗邻的框架或端板的凸形对准凸部。限定第二气体收集室的一部分的表面，所述第二气体收集室纵向延伸穿过膜框架，其中，第二气体收集室纵向穿过第一气体产生室的向上区域并且第二气体收集室不与第一气体产生室流体连通；其中，一个膜框架设置成毗邻凹形端板，以使该膜框架的凸形对准棘爪装配在毗邻的凹形端板的凹形对准棘爪内。

在一种实施方式中，每个电极框架均包括：第一纵向侧部，所述电极框架的第一纵向侧部具有位于其中的凸形对准棘爪；限定第二气体产生室的表面，所述第二气体产生室纵向延伸穿过电极框架；限定电解液分配室的一部分的表面，所述电解液分配室纵向延伸穿过电极框架；和限定电解液流动通道的表面，所述电解液流动通道从电解液分配室延伸至第二气体产生室的下部区域。电极框架还可以包括：限定第二气体收集室的表面，所述第二气体收集室纵向延伸穿过膜框架，其中，第二气体收集室位于第二气体产生室的向上区域处并且第二气体收集室与第二气体产生室流体连通。还可以设置限定电极框架的第二纵向侧部的表面，所述电极框架的第二纵向侧部与所述电极框架的第一纵向侧部纵向相对，所述电极框架的第一纵向侧部具有限定凹形对准棘爪的表面。至少一个电极框架设置成毗邻膜框架，以使电极框架的凸形对准棘爪装配在毗邻的膜框架的凹形对准棘爪内。

在一种实施方式中，凸形端板包括：第一纵向侧部，所述凸形端板的第一纵向侧部包括位于其中的凸形对准棘爪；凸形端板电极；其中，凸形端板的凸形对准棘爪装配在毗邻的膜框架的凹形对准棘爪内；并且其中，另一个膜框架设置成毗邻凸形端板，以使膜框架的凹形对准棘爪被接收在毗邻的凸形端板的凹形对准棘爪内。

如本文所述，公开的模块化电解系统还可以包括壳体，其中，壳体容置、保护和保持凹形端板、一个或多个膜框架、一个或多个电极框架以及凸形端板中的每一个就位。

如本文所述，模块化电解系统还可以包括歧管框架，所述歧管框架包括：第一纵向侧部，所述歧管框架的第一纵向侧部具有位于其中的凸形对准棘爪，所述凸形对准棘爪装配在毗邻的电极框架或膜框架的凹形对准棘爪内。还公开了限定电解液分配室的一部分的表面，所述电解液分配室纵向延伸穿过膜框架且与气体产生室流体连通。还公开了一个实施例，其中包括限定第一气体收集室的一部分的表面，第一气体收集室纵向延伸穿过歧管框架，还包括限定第二气体收集室的一部分的表面，第二气体收集室纵向延伸穿过膜框架。歧管框架还包括限定气体产生室的表面，其中，第一气体收集室或第二气体收集室中的任意一个在该第一或第二气体收集室的上部区域处与气体产生室流体连通。歧管框架还可以采用限定第一气体出口的表面，所述第一气体出口与第一气体收集室流体连通；以及限定第二气体出口的表面，所述第二气体出口与第二气体收集室流体连通；和限定电解液流体入口的表面，电解液流体入口与电解液分配室流体连通。歧管框架还可以具有第二纵向侧部，所述歧管框架的第二纵向侧部具有位于其中的凹形对准棘爪，所述凹形对准棘爪接收毗邻的膜框架或电极框架的凸形对准棘爪。