[发明专利]一种水电解槽用双极板

说明书

本发明公开了一种水电解槽用注塑成型非金属边框双极板，属于水电解技术领域。所述注塑成型非金属边框双极板包括金属隔板、非金属边框和橡胶密封圈；其中非金属边框注塑成型并与金属隔板融合为一体，密封圈硫化成型于非金属边框的沟槽内。所述非金属边框和金属隔板一体成型可以保证双极板尺寸，简化结构；非金属边框避免水通道和氢气通道的电化学腐蚀，减少金属离子进入水中引起电解液污染。所述的密封圈与非金属边框硫化为一体，避免电解槽装配时密封圈错位。所述的非金属边框双极板特别适合用在对水质要求高的PEM水电解场合。

技术领域

本发明属于水电解制氢技术领域，具体涉及一种水电解槽用金属边框双极板。

背景技术

随着全社会对环境保护越来越重视，对于氢能的使用也逐渐受到关注。水电解制氢技术因为可以安全高效的获得氢气而备受青睐。水电解制氢的设备是电解槽，可以通过电能将水电解成氢气和氧气。氢气和氧气分别位于双极板两侧。双极板作为电解槽的核心部件之一，直接影响到整个电解槽的性能。

现有水电解槽技术的双极板分为两大类，一种是整体金属板，金属使用量大，加工复杂，重量大，造价高。电解液与金属板通道直接接触，不可避免的是金属离子进入电解液中。第二种是金属板和外侧粘贴非金属边框，此种双极板用于电解槽时无法承受高压，且胶水内含有有机物被水溶解影响膜电极性能。

现有双极板密封圈均放置在沟槽内，不能与金属双极板紧密结合，容易在装配电解槽时脱落和错位。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术使用全金属双极板的缺点，提供了一种水电解槽用注塑成型非金属边框双极板，该双极板重量轻，加工成型简单，精度高。非金属边框有效的减少了金属区域与电解液的接触面积，降低了进入电解液的金属离子数量，从而减少了电解液的更换次数，避免了公共孔道因为电势差引起的水电解而造成的氢中氧和氧中氢浓度的升高。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种水电解槽用双极板，所述双极板包括金属隔板、非金属边框和密封圈；所述金属隔板的两侧分别为氧/水侧和氢侧，金属隔板的两侧外周均布置有多个同心突起的圆环，此结构可以保证非金属边框受内压时不会和金属隔板脱离；

所述非金属边框包覆金属隔板的两侧凸起的圆环，非金属边框两侧外周布置有流体通道、密封沟槽；所述密封沟槽内均布伞状结构；此结构可以保证密封圈在外力作用下不会和非金属边框脱离；所述伞状结构与嵌入沟槽内的密封圈相适配；

所述非金属边框于金属隔板上一体注塑成型，所述密封圈于非金属边框沟槽内二次注塑成型，所述非金属边框和密封圈一体硫化成型。

进一步的，上述技术方案中，氧/水侧为沟槽结构，氢侧为平板，与非金属边框配合，作为产生氢气的场所。

进一步的，上述技术方案中，非金属边框包覆区域外布置氧/水口和氢口。

进一步的，上述技术方案中，所述流体通道包括一个水入口，一个氧/水出口和两个氢出口。

进一步地，上述技术方案中，密封圈为硫化成型工艺，布置于非金属边框沟槽内，包覆沟槽内的伞装结构。

进一步地，上述技术方案中，非金属边框的材质可以为易于注塑的塑料；所述塑料为的材质为PP(聚丙烯)或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。

有益效果

1、本发明水电解槽用注塑成型非金属边框双极板因为孔道周围是非金属材料，避免了全金属双极板将金属离子带入电解液中，也杜绝了金属孔道电解的可能性。注塑成型时金属材料和非金属材料结合紧密，避免非金属框粘接时不能耐高压的情况。