[实用新型]氢氧分离电解槽

说明书

本实用新型涉及电解槽技术领域。

在电解槽内注入水和碱混合制成的电解液，然后给安装在电解槽内的电极板加上直流电源，将电解液中的水电解分离为氢气和氧气，此技术虽然早已为人们所知，但是要将这一技术实用化特别是用于工业焊割机及其他小型氢能源装置上却是极为困难的。目前，有少数厂生产出的氢氧源焊割机所使用的电解槽只能生产出氢氧混合气体，而不能将氢气和氧气分离开，电解液、氢气和氧气共用一通道，由于氢氧混合比达到一定值时，稍不慎，就会产生爆炸，具有潜在的不安全因素，影响氢能源装置的实用化。一般电解槽都采用普通钢材制成，因不耐电解液的腐蚀，一部分将以亚铁离子的形式进入电解液，污染电极板表面，使电解中槽电阻增大，降低电解效率，增加单位产气量的电能消耗；此类电解槽还存在造价高，材料浪费大、单机重量重、体积大、不耐腐蚀、密封性差、易泄漏、寿命短、制作工序复杂等较多不足，使氢气这种最理想、最清洁的燃料难于获取，不能满足工业生产和家庭生活对氢燃料的迫切需求。

本实用新型的目的是提供新颖的氢氧分离电解槽来解决上述存在的问题，它能使氢气和氧气分离后，沿各自通道通行，因此安全可靠。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。

本实用新型所述氢氧分离电解槽，有阴、阳电极板，其特征是在阴阳电极板之间串联密封连接有绝缘隔框，绝缘隔框内安装有电极片，绝缘隔框的两端连接有微孔隔膜，在阴阳电极板、微孔隔膜和绝缘隔框上分别开有电解液通道，氢气通道和氧气通道。

本实用新型更好的设计方案是，电极片为平板式或凹凸板式电极片，在电极片的两端可设有金属网副电极片。

采用本实用新型所述氢氧分离电解槽的优点是：（1）用水电解生成氢燃料的装置选用这种氢氧分离电解槽作为核心部件后，能够将产生的氢气和氧气分离开，其安全因素大大提高，有利于以水作为燃料源的新型装置的实用化及推广应用。（2）采用高分子合成材料（例如氟硅橡胶）制成电解槽的框架，不仅具有造价低、不浪费材料、重量轻、体积小、耐腐蚀、密封性能好，结构紧凑、不易泄漏、寿命长、可一次成形等优点，而且使各绝缘隔框能方便地重迭串联密封连接在一起，如同多个电解槽串联使用一样，能大大提高电解效率，另外，高分子合成材料的导热系数低于金属材料，因此，它使热损耗减少，提高电能的利用率。（3）各电极片虽不与直流电源直接连接，但它们位于阴、阳电极板之间的电场中，，其两端仍起到阴、阳电极的作用，使与它接触的电解液中的水能被电解分离为氢气和氧气。采用平板式电极片与金属丝网配合可以使电解产生的气体容易被导出，以提高产气率及降低含气度，而采用凹凸板式电极片可以增加电极片的表面积，有利于提高生产效率，大大缩小电解槽的体积、降低生产成本。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1    氢氧分离电解槽剖示示意图

图2    氢氧分离电解槽剖示示意图

图3    阴电极板示意图

图4    阴电极板剖示示图

图5    阳电极板示意图

图6    阳电极板剖示示图

图7    绝缘隔框示意图

图8    绝缘隔框剖示示意图

图1～8是本实用新型所述氢氧分离电解槽的具体实施例，它有阴电极板1与直流电源的负极连接，阳电极板2与直流电源的正极连接；在阴、阳电极板之间重迭串联密封连接有三个绝缘隔框3，绝缘隔框选用高分子合成材料例如氟硅橡胶制成，不仅解决了隔框间的相互绝缘，克服了金属材料制造隔框存在的诸多问题，而且可以一次加工成型出图7所示较复杂的绝缘隔框，高分子合成材料中，许多能耐100℃以上温度，耐酸碱性能优良，在100℃左右温度和30％浓度的强碱性电解液中至少可以使用十年以上，这样，可以保证这种电解槽的安全使用；绝缘隔框内安装有电极片4，为了便于将电解液中的气体导出，即减少电解液中的含气度，降低电解槽电阻值，在电极片的两端加有金属网副电极片5就可达到目的，电极片4为凹凸板式则效果更佳；在绝缘隔框3的两端连接有微孔隔膜6，微孔隔膜允许其两端的电解液中阴、阳离子的交换，同时阻止其两端的气体交换，因此，微孔隔膜两端的电解液如同位于U型管电解槽中一样，有利于所产生的氢气和氧气的分离，在阴电极板、微孔隔膜和绝缘隔框上均分别开有电解液通道7、氢气通道8和氧气通道9，在阳电极板上开有电解液通道7和氧气通道9。本实用新型所述氢氧分离电解槽的工作原理如下：电解液由电解液通道7进入绝缘隔框3中，在阴、阳电极板间的直流电场的作用下发生电解分离，产生氢气和氧气，然后它再分别与氢气、氧气一起经氢气通道8、氧气通道9排出，图1显示出电解液与氢气的通道，图2显示出电解液与氧气的通道。