[实用新型]一种双极板和固体氧化物电解池堆

说明书

本发明公开了一种双极板和固体氧化物电解池堆，包括上固定板、下固定板、绝缘板、上集电板、下集电板及位于上下集电板间的多个单池重复单元；所述单池重复单元包括双极板、阴极集电网、阳极集电网、膜电极及密封材料；上集电板与最上面的单池重复单元的阳极集电网相连，下集电板与最下面的单池重复单元的阴极集电网相连；上集电板与上固定板间通过绝缘板隔开，下集电板与下固定板间通过绝缘板隔开。本发明电解池堆密封结构简单，不容易出现失效问题，可靠性更高。

技术领域

本发明设计固体氧化物电解池领域，具体涉及一种双极板和固体氧化物电解池堆。

背景技术

固体氧化物电解池是固体氧化物燃料电池的逆过程，它具有全固态结构，可以避免使用液态电解质所带来的蒸发、腐蚀和电解液流失问题，它不需要使用贵金属电极，制备成本更低，它在高温(700℃以上)下运行，可以耦合工业余热，电效率可达到100％。固体氧化物电解池可以电解水蒸气制取氢气、电解二氧化碳制取一氧化碳、供电解水蒸气/二氧化碳制取合成气等，具有广阔的应用前景。

固体氧化物电解池堆是系统的核心部件。与管式电解池堆相比，平板型电解池堆具有更高的电解电流密度，是目前研究的热点。但是平板型电解池堆对密封、集电要求更高，很容易出现密封失效问题，导致其可靠性差。在现有技术中，固体氧化物电解池堆的组装包括了膜电极与电池框间密封、电池框与双极板间密封、双极板和双极板间密封，涉及的密封面较多，容易出现密封失效的问题，导致整个电解池堆无法运行。

发明内容

为了克服固体氧化物电解池堆密封难的问题，本发明提出一种双极板及容易于密封的电解池堆结构。

一种双极板，所述双极板设有阳极面和阴极面，双极板的阴极面上设有阴极气体分布槽、阴极密封料填充槽，双极板的阳极面上设有阳极气体分布槽、阳极密封料填充槽，所述双极板的阴极气体分布槽和阳极气体分布槽为在双极板两面且向内凹陷的凹槽，底部分别设有气体流道；

双极板上的阴极密封料填充槽、阳极密封料填充槽分布在气体进出口周围；

双极板的阴极气体分布槽和阳极气体分布槽的内部四周设有密封料填充槽。用于密封膜电极。

一种固体氧化物电解池堆，所述电解池堆依次包括上固定板、第一绝缘板、上集电板、多个单池重复单元、下集电板、第二绝缘板、下固定板；

所述单池重复单元依次包括双极板、阴极集电网、膜电极、阳极集电网，其中，所述双极板设有阳极面和阴极面，双极板的阴极面上设有阴极气体分布槽、阴极密封料填充槽，双极板的阳极面上设有阳极气体分布槽、阳极密封料填充槽。

所述双极板的阴极气体分布槽和阳极气体分布槽为在双极板两面且向内凹陷的凹槽，用于容纳集电板和膜电极，底部分别设有气体流道。

所述阴极集电网和阳极集电网分别放置于阴极气体分布槽内和阳极气体分布槽内，膜电极阴极与阴极集电网连接，膜电极阳极与阳极集电网连接，阴极集电网与双极板阴极面连接，阳极集电网与下一个双极板的阳极面连接；阴极密封料填充槽、阳极密封料填充槽内填充密封材料；膜电极直接封装到相邻两个双极板的阴极气体分布槽和阳极气体分布槽内。

进一步地，在上述技术方案中，所述上集电板一侧设有阳极气体分布槽；所述上集电板的阳极气体分布槽与最上面的单池重复单元的阳极集电网相连，下集电板一侧设有阴极气体分布槽阴，所述下集电板的阴极气体分布槽与最下面的单池重复单元的阴极集电网相连；膜电极被封装到上集电板的阳极气体分布槽与相邻双极板的阴极气体分布槽内；膜电极被封装到下集电板的阴极气体分布槽与相邻双极板的阳极气体分布槽内。

进一步地，在上述技术方案中，所述双极板厚度为0.5mm～3mm厚，优选厚度为1.5mm～2mm。