氢能-燃料电池-电堆-中国氢能与燃料电池网企业最佳宣传推广平台

歡迎您訪問中國氫能與燃料電池網
頭條聚焦   |  企業動態   |  產業政策   |  海外動態   |  會議報道   |  終端報道   |  項目信息
當前位置: 中國氫能與燃料電池網>行業資訊 >頭條聚焦 > 實驗室小型堿性電解槽的設計

實驗室小型堿性電解槽的設計

2023-01-05 來源:氫眼所見作者:馬震 瀏覽數:520

通常有兩種堿性電解槽構型,即單極電解槽和雙極電解槽。圖1和圖2分別說明了單極和雙極電池配置。其中UM和IM為電解模塊的電壓和電流。

 通常有兩種堿性電解槽構型,即單極電解槽和雙極電解槽。圖1和圖2分別說明了單極和雙極電池配置。其中UM和IM為電解模塊的電壓和電流。
 

 圖1:單級單元結構(并聯結構)
 

 圖2:雙極電池結構(串聯結構)
 
關于一些部件的說明:
 
1.Intermediate base Plate:中間底板(可以和極框組裝或合成到一起)。
 
2.Bipolar Plate:就是我們通常說的極框。
 
3.Electrodes(current collector plate):電極,就是我們通常所說的極板,或者集流板。
 
析氫反應(HER)選擇的材料空間大一些,一般分為以下三類;高過電位金屬:Cd、Ti、Hg、Pb、Zn、Sn等;中等過電位金屬:Fe、Co、Ni、Cu、Au、Ag、W等;低過電位金屬:鉑、鈀等。
 
根據析氧反應(OER),陽極的金屬材料應為鎳(Ni)、鍍鎳鋼或其合金等。一般來說,同樣的材料也可以用作陰極。
 
***陰極HER,陽極OER***
 
4.Separating Diaphragm:分離膜或隔膜。分離隔膜用于將陽極和陰極彼此分離。起初,分離隔膜(分離膜)是用石棉制成的,但現在由于安全衛生規定,石棉已不再使用。如今,它們主要以聚苯甲酰亞胺、聚苯硫化物、磺化聚合物和復合材料為主。復合材料以陶瓷材料或微孔材料為主,如聚醚砜(PES)一種增強、微孔聚合物膜、玻璃增強聚苯硫醚(PPS)化合物、氧化鎳層上用氧化鈦網、鈦酸鉀細孔和以陶瓷為主。隔膜必須保持產品氣體分開,以保持效率和安全。此外,膜片必須對水分子和氫氧根離子具有滲透性。
 
5.Electrocatalyst:電催化劑(之前有文章介紹過各種電催化劑)。為了提高電解過程的效率,在電解液溶液中加入電催化劑。因此,它是提高產氫能力的重要材料。電催化劑降低了電化學反應的活化能。在本設計中,為了提高電解過程的效率,采用了電催化劑。一般需要擴散層(鎳網或者多孔鎳等)做支撐體。
 
6.Electrolyte:電解質。堿性一般為25%——30%的(KOH) 或 (NaOH) 的水溶液。
 
7.Sealing Gasket:密封墊片。具有盡量減少氣體泄漏到外部大氣;盡量減少電解液向外部大氣的泄漏;避免在催化劑區域附近混合產物氣體的作用。一般采用硅橡膠、三元乙丙、PTFE、PEEK,PPS等材料。
 
8.End Plate:端板。用來起到兩端固定等作用。
 
一、單極電解槽設計
 
單極結構下,各電解槽并聯,形成電解堆大模塊,如圖1所示。因此,個別電極對之間的電壓直接等于總電解電堆電壓,電解電堆電流的總和等于總電池電流。此外,在這種結構中,相同的電化學反應發生在每個電極的兩側。該反應可以是析氫反應,也可以是析氧反應,這取決于相關電極的極性。
 
1.1.單極堿性電解堆的Solidwork設計
 
堆棧由三個單元組成。另為了提高電解效率,采用多孔不銹鋼集流板代替普通集流板,如圖3所示。
 

 圖3:集流板的改進
 
圖4為單極堿性電解堆相應尺寸標準圖。每個單體單體尺寸與二次設計的單體單體堿性電解槽尺寸完全相同。
 

 圖4:單極電解堆標準圖
 
1.2.單極堿性電解堆的制備
 
單極堿性電解堆的制作是分析和觀察堆性能的重要環節。雙極板和連桿用于連接電池。單極堿性電解堆的SolidWorks基本部件如圖5所示。
 

 圖5:單極堿性電解堆的基本SolidWorks部件
 
圖6展示了該電解堆的所有實用部件。采用不透氣的塑料樹脂用作雙極框&中間基板、正極端板的材料。不銹鋼作為集流板。因此,它有助于防止KOH溶液中板的腐蝕作用。采用橡膠類作為密封墊片,多孔鎳板作為氣體擴散層。
 

 圖6:單極堿性電解堆的基本實用部件
 
單極堿性電解堆的成品如圖7所示。
 

 圖7:單極堿性電解堆的成品
 
二、雙極堿性電解堆
 
在雙極結構中,每個電解槽串聯形成一個電解堆大模塊,如圖2所示。因此,單個電極對之間的所有電壓之和等于電池的總電壓,電池電流直接等于通過每個電池的電流。此外,在這種結構中,兩個不同的電化學反應,析氫反應和析氧反應發生在每個電極的兩側。因此,電極的一邊同時作為陰極,另一邊作為陽極。
 
與單極配置相比,雙極配置具有低歐姆損耗。因為雙極配置在電極之間的間隙比單極配置小。電極之間的間隙是離子必須在電解質中行進移動的距離。因此,通過減少間隙可以減少電解堆內部的歐姆損失,電極之間的較小間隙對于離子傳輸具有較小的電阻。然而,如果間隙太小,就會可能造成安全危險(可以設計克服)。因此,保持電極之間的最佳間隙以獲得更好的性能非常重要。
 
2.1.雙極堿性電解堆的Solidwork設計
 
雙極堿性電解堆的設計和制作工藝比單極電解堆復雜。為了提高電解效率和產物氣體流速,對電集流板板進行了少量改進,該電堆由三個單極單元組成。
 
在雙極結構中,電解質應保持在陽極和陰極之間。因此,雙極板區域必須不受電解液的影響。堆疊內部采用1mm厚的橡膠墊片,防止堆疊內部泄漏。此外,只有陽極和陰極的一側應該與電解質接觸。如單極堆疊中所討論的,采用不銹鋼作為集流板,以避免KOH溶液中集流板的腐蝕作用。集流板的最大厚度選擇為7mm,集流板的加工過程采用工業銑床。為了增加接觸面積和中間電解質體積,在集流板上設計了寬度為5mm、深度為2mm的縱向槽(可以做其他型式的流道),如下圖8所示。
 

 圖8:雙極電解堆的集流板
 
雙極堿性電解堆標準尺寸圖如圖9所示。特別是在雙極結構中,所有部件的厚度都比單極結構小。例如,在雙極模塊中,中間底板的厚度選擇為12mm。因此,在單極模塊中,厚度選擇為24 mm。
 

 圖9:雙極電解堆標準圖
 
2.2.雙極堿性電解堆的制作
 
為了分析和觀察電解堆的性能,電解堆的制作部分是非常重要的。如單極電解堆中所討論的,采用不透氣塑料樹脂作為雙極電解堆的雙極板&中間基板、陽極和陰極端板的材料。采用尼龍網和濾紙作為分離隔膜。此外,橡膠用作密封墊片,多孔鎳板用作氣體擴散層。雙極堿性電解堆的所有實用部件如圖10所示。
 

 圖10:雙極堿性電解堆的基本實用部件
 
最后,將這些實物部件在各層之間保持適當的間距組裝在一起,形成雙極電解堆。圖11用solidworks零件說明了雙極電解堆內部部件的合理布置。
 

 圖11:雙極堿性電解堆的基本SolidWorks部件
 
雙極堿性電解疊加的成品如圖12所示:
 

 圖12:雙極堿性電解堆的成品
閱讀上文 >> 中通客車簽訂批量氫燃料客車采購協議
閱讀下文 >> 東北地區首個新能源發電制氫加氫一體化項目投產!2022制氫加氫一體化項目“起風”

版權與免責聲明:
凡注明稿件來源的內容均為轉載稿或由企業用戶注冊發布,本網轉載出于傳遞更多信息的目的,如轉載稿涉及版權問題,請作者聯系我們,同時對于用戶評論等信息,本網并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性;


本文地址:http://www.mayaikhotel.com/news/show-1834.html

轉載本站原創文章請注明來源:中國氫能與燃料電池網

按分類瀏覽

點擊排行

圖文推薦

推薦行業資訊

主站蜘蛛池模板: 消防排烟风机|3C排烟风机|正压送风机|高温排烟风机|柜式排烟风机-山东锦松环境设备有限公司 | 企业信息安全整体解决方案提供商-上海华垸信息技术有限公司 | 思行科技-珠海小程序开发-珠海网站建设-珠海APP开发-江门小程序开发-江门网站建设-江门APP开发 | 吸污车|吸粪车|冷藏车|消防车|清障车|环卫垃圾车价格|湖北程力汽车集团厂家销售公司 | 可可英语-年轻人的英语听说训练平台 | 溶气气浮机_一体化净水设备_污水处理设备_mbr一体化污水处理设备-明基环保 | 墙板_户外墙板_ASA共挤户外墙板-康亿家生态木业集团 | 陕西筱润智能科技有限公司 干部人事智能档案柜 智能密集架 智能档案柜 部队选层文件智能柜 智能枪弹柜 财务智能档案柜 边防武警智能密集架 医院智能档案柜 部队选层文件智能柜智能枪弹柜 学校医院文件柜 企事业单位公检法智能文件柜 生产厂家-筱润智能科技有限公司 RFID射频智能密集架 全自动智能选层档案柜 智能密保柜 枪柜部队营房营具床桌椅办公家具 办公用品档案盒设备货架 全自动智能选层柜生产厂家-筱润智能科技有限公司 | 萘系减水剂|缓凝|早强|聚羧酸|混凝土|石膏板|管桩减水剂厂家-潍坊英宏建材有限公司 | 泥沙泵_脱硫泵_潜水泵_离心泵_渣浆泵厂家|诚信为先-泰安华泰泵业制造有限公司 | 转轴测试机-按键寿命测试机-连接器插拔力试验机-深圳市丹荣检测 转盘萃取塔,DMF回收塔生产厂家-无锡弘鼎华化工设备有限公司 | 节能设备|余热回收|蒸汽压缩机|脱硝-河北耀一节能设备制造有限责任公司 | 上饶市安信永辰会计师事务所有限公司 | 加药装置-排油烟装置-工业滤水器-连云港灵动 | 上海国际餐饮博览会|餐饮供应|餐饮服务|餐饮加盟 | 停车场收费管理系统,通道闸系统,门禁系统,东莞停车场收费管理系统,东莞通道闸系统,-东莞市骄阳交通设备有限公司 | 优质课网_收录全国及各省市最新优质课视频,说课视频,名师课例课堂实录,高效课堂教学视频,观摩展示公开示范优秀课视频,教学大赛视频! | 新闻营销媒体发稿-新闻发布-文芳阁网络媒体发稿公司 | 卧式镗铣床,道斯镗铣机床加工中心-江苏道斯数控科技有限公司 | 微孔板恒温振荡器-超声波探伤试块-微孔板迷你离心机-南京互川电子有限公司 | 快达物流:电商和微商的仓储物流外包和托管服务-北京快达国际物流服务有限公司官方网站 | 液压提升设备,液压顶升装置,钢内筒提升设备,储罐液压顶升_沧州鼎恒液压机械制造有限公司 | 微行科技(MicroX):半导体装备核心供应商-超高真空炉 | 襄阳燃烧器厂家-低氮燃烧器价格-河北五通道燃烧器就找襄阳市胜合燃力设备有限公司一站式服务 | 化工网-化工新闻资讯平台-中华化工行业门户网站 | 郑州编织袋厂_郑州塑料编织袋_河南塑料编织袋厂-河南宏旺塑料编织袋厂家 | 儒亚科技_磁悬浮天平,竞争吸附,高压热重,重量法高压,高压密度 | 透明捆扎带_束带机打包带_束带机纸带_热封纸带机_上海得亿束带机包装材料有限公司 | 正宗舌尖上的卤味卤菜卤肉卤水熟食的做法及配方大全网 | 智能电磁流量计-超声波流量计-涡街流量计-液体涡轮流量计-大连计测机器有限公司 | 辽宁大卯新能源供热设备制造有限公司官方网站,大卯新能源,大卯新能源供热设备 | 淘金车,移动式淘金车,大小型旱地采矿车-青州冠诚重工机械有限公司 | 套丝机_钢管套丝机_螺栓套丝机S8139_螺纹钢套丝机_智能套丝机价格-瑞捷机械设备有限公司 | 湖北大洋塑胶有限公司|AGR|PPR|RTP|HDPE|e-PSP钢塑复合压力管道生产厂家 | 湿电电源,静电除尘电源,电捕焦电源-山东仕瑞电气科技有限公司 | 河北拉丝模具厂家,沧州拉丝模具-任丘市鹏宇模具有限公司 | 深圳同步带轮_东莞齿轮加工_东莞同步轮厂家-东莞东城精胜机械配件厂 | 中山四海家具制造有限公司 | 济南德固机械|膨化食品生产线|早餐谷物玉米片生产线|拉丝蛋白生产线|速食米饭生产线 | 天津市金色巨腾科技发展有限公司-天津监控安装,天津弱电工程,天津无线网络覆盖 | 首页|广东蒙泰高新纤维股份有限公司|丙纶细旦丝|丙纶异形丝|丙纶FDY网络丝 - 广东蒙泰高新纤维股份有限公司 |