本發(fā)明涉及電解器。
背景技術(shù):
1、目前,二氧化碳是導致全球變暖且必須被減少的溫室氣體。用于減少二氧化碳的方法包括捕獲、化學轉(zhuǎn)化或電化學轉(zhuǎn)化。在這些方法中,電化學轉(zhuǎn)化方法可以精確地控制組分,使得產(chǎn)生其他合成氣體,以提供優(yōu)于簡單地去除二氧化碳的經(jīng)濟效益。
2、在使二氧化碳電化學轉(zhuǎn)化或分解水以產(chǎn)生氫氣的水電解系統(tǒng)中,基于膜電極組件(mea)的系統(tǒng)在高電流密度條件下操作,具有高的能量效率,并且易于堆疊和模塊化,并且因此,正在對膜電極組件(mea)的系統(tǒng)積極地進行研究。
3、在膜電極組件系統(tǒng)的單元電池中,在膜周圍設置有陽極和陰極,電能和反應物被供應至陽極和陰極電極,供產(chǎn)物排放的通道用以設置分隔件,并且單元電池被堆疊以制造堆疊件。在膜電極組件系統(tǒng)中,如果陽極側(cè)分隔件和陰極側(cè)分隔件被單獨地制造和結(jié)合,則制造分隔件的成本增加,并且最重要的是,在結(jié)合界面處產(chǎn)生電阻,使能量效率降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、技術(shù)問題
2、本發(fā)明的一個方面是提供一種電解器,該電解器能夠提高能源效率,同時降低制造成本。
3、技術(shù)方案
4、根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的電解器包括:多個分隔板;以及膜電極組件,該膜電極組件設置在多個分隔板之間,并且包括多個電極和設置在多個電極之間的分隔件,其中,分隔板中的每個分隔板均包括:通道部分,該通道部分構(gòu)造成分別在一個表面和另一表面中提供供流體流動通過的第一通道和第二通道;一側(cè)分配部分,所述一側(cè)分配部分在平面上設置在通道部分的一個側(cè)部處;以及另一側(cè)分配部分,所述另一側(cè)分配部分在平面上設置在通道部分的另一側(cè)部處,其中,一側(cè)分配部分和另一側(cè)分配部分具有不平坦部,以提供與第一通道和第二通道連通的分配路徑,并且一側(cè)分配部分和另一側(cè)分配部分的不平坦部設置為相反的形狀。
5、有益效果
6、根據(jù)本發(fā)明,在用于使二氧化碳電解的電解器中,面向膜電極組件的陽極和陰極的分隔件可以凹入或凸起以被設置為一體地,從而降低制造成本并提高能量效率。
7、另外,分隔板和膜電極組件可以沿堆疊方向堆疊,并且分隔板可以通過在平面上旋轉(zhuǎn)180°的角度而依次堆疊。因此,設置在于膜電極組件的上部部分和下部部分處所設置的分隔板的通道部分上的不平坦部可以彼此對應,以防止堆疊在上部部分上的分隔板的通道被設置在下部部分處的分隔板阻擋。
8、此外,在一側(cè)分配部分和另一側(cè)分配部分上可以設置有不平坦部,這些不平坦部設置在通道部分的兩個側(cè)部處,以分配流體流。此處,一側(cè)分配部分和另一側(cè)分配部分的不平坦部可以設置為相反的形狀,并且因此,即使分隔板旋轉(zhuǎn)以進行堆疊,設置在于膜電極組件的上部部分和下部部分處所設置的分隔板的一側(cè)分配部分和另一側(cè)分配部分上的不平坦部也可以彼此對應,并且因此,可以平滑地實現(xiàn)流體運動和分配。
1.一種電解器,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解器,其中,所述分隔板和所述膜電極組件沿堆疊方向交替堆疊,并且
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解器,其中,所述通道部分中的每個通道部分的不平坦形狀在所述分隔板的寬度方向上彼此不對稱,并且
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解器,其中,所述通道部分包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解器,其中,所述第一通道部分設置成面向所述電極,并且供原料流體移動通過的所述第一通道朝向所述電極敞開,并且
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解器,其中,設置在所述分隔板的一個表面的有效區(qū)域上的所述第一通道部分的所述凸起部相對于無效區(qū)域突出,并且
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解器,其中,在所述多個電極中,面向所述分隔板的另一表面的第二電極的厚度大于面向所述分隔板的一個表面的第一電極的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解器,其中,所述第一電極是陽極,并且所述第二電極是陰極,或者
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解器,其中,所述第二電極的所述厚度與所述第一通道部分的所述凸起部中的每個凸起部的突出高度和所述第一電極的所述厚度的總和相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解器,還包括:
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解器,其中,所述第一通道設置在所述第一通道部分的凹入部分中,并且
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解器,其中,所述第一通道部分和所述第二通道部分的凸起部分面向彼此并且與所述多個電極接觸,其中所述膜電極組件位于所述第一通道部分和所述第二通道部分的所述凸起部分之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解器,其中,所述分隔板和所述膜電極組件交替地堆疊,
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解器,其中,所述分配路徑包括:
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電解器,其中,所述一側(cè)分配部分包括:
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電解器,還包括:
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電解器,其中,設置在所述第一一側(cè)分配部分和所述第二一側(cè)分配部分中的每一者上的所述凸起部與所述膜電極組件的所述分隔件接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電解器,還包括保護層,所述保護層設置在所述膜電極組件的所述分隔件與所述分隔板的所述第一一側(cè)分配部分和所述第一另一側(cè)分配部分之間,
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電解器,其中,所述保護層在所述第一襯墊與所述第二襯墊之間延伸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電解器,其中,所述第一襯墊和所述第二襯墊中的每一者具有與設置在所述第一通道部分和所述第二通道部分上的所述凸起部中的每個凸起部的突出高度相同的高度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電解器,其中,在所述多個電極中,面向所述分隔板的一個表面的電極的厚度和面向所述分隔板的另一表面的電極的厚度相同,并且