1.本实用新型涉及电解槽领域，具体是一种制氢电解槽。
背景技术：
2.质子膜电解槽制氢(pem)，一些地方也称之为固体聚合物电解质(spe)水电解制氢。该种原理不需电解液，只需纯水，比碱性电解槽安全，电解槽的效率可以达到85％或以上，其工作的主要原理是：去离子水被供到膜一电极
组件上，在
阳极侧反应析出氧气、氢离子和电子；电子通过电路传递到
阴极，氢离子以水合的形式(h
+
·
xh20)通过离子交换膜到阴极；在阴极，氢离子和电子重新结合形成氢气。
3.阴极：2h2o+2e
→
h2↑
+2oh-4.阳极：4oh-‑
4e
→
2h2o+o2↑
5.总反应：2h2o
→
2h2↑
+o2↑
6.聚合物薄膜电解槽制氢的特点是：只使用纯水即可电解产氢，不需要其它电解质，使用方便。
7.传统的制氢设备是碱性电解槽，电解液是氢氧化钾溶液，但其制氢效率较低，电解液需经常更换。质子交换膜(pem)电解纯水制氢设备和碱性电解槽相比较，具有电解效率高,工作电流密度大(10000～30000a/m2),电解槽体积小,工作介质为纯水,无腐蚀性，安全,对环境无污染,系统简单和易于操作维护等优点。质子交换膜电解技术(pemel)最适合大规模生产绿氢气。现有的pem氢气电解槽都是简单的由阴阳极、阴阳极扩散层、质子膜、绝缘层、外壳、接头和紧固件(螺栓)形成，结构虽然简便，但是在实际使用过程中会产生很多细节问题，比如：
8.1、扩散层材料、组装结构、水流道结构和气水进出接头都会直接影响水路气路进出是否顺畅，而水路不顺畅，过水性能弱有两个致命缺点，一是电解水量不足，氢气产生量减少的同时质子膜会缺水干烧损坏；二是通水性不够，水无法及时把热量带走，工作产生的热量会在电解槽内部集聚，会损坏电解槽的同时具有一定危险；
9.2、现小气量制氢电解槽在使用过程中一般是采用水位高低压差的方法来实现水循环，在使用过程中正常是水下进上出，但在实际使用过程时偶尔会出现水上进下出的情况，出现此情况时电解槽内的水流出过快加上有气体存在，电解槽内部空间会存在很多缺水的地方，会造成电极与离子膜的缺水干烧；
10.3、质子膜比较脆弱，组装时容易损伤质子膜；
11.4、槽体在震荡或震动时，锁紧的螺栓容易松脱；
12.5、紧固螺栓只在槽体的四周，在有一定槽内压时，槽体中间容易凸起，影响电解性能。
技术实现要素：
13.本实用新型要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种制氢电解槽。
14.为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种制氢电解槽，包括连接钛片、若干叠加组件、阳极组件、阴极组件、中间紧固件、平垫、弹簧、防松螺栓和快接头，
所述连接钛片位于中间层，一侧由内及外依次设有一个所述叠加组件和阳极组件，另一侧由内及外依次设有另一个所述叠加组件和阴极组件，所述阳极组件和阴极组件分别连接电源的正负极；
15.所述叠加组件包括质子膜、两个pc片、两个塑胶件、两个催化层和两个钛网，所述质子膜位于中夹层，其两侧依次设有pc片、塑胶件、催化层和钛网；
16.所述阳极组件包括阳极钛片、绝缘片一和阳极铝板，所述绝缘片一位于阳极钛片和阳极铝板之间，所述阳极钛片靠近一个所述叠加组件；
17.所述阴极组件包括阴极钛片、绝缘板二和阴极铝板，所述绝缘板二位于阴极钛片和阴极铝板，所述阴极钛片靠近另一个所述叠加组件；
18.所述连接钛片、塑胶件、阳极钛片、绝缘片一、阳极铝板、阴极钛片、绝缘板二和阴极铝板上均设有适配的通孔，所述防松螺栓依次穿过弹簧、平垫和通孔，所述阳极铝板和阴极铝板上均设有中间紧固件，所述阳极铝板上设有进水口、出水口和氢气出口，所述进水口、出水口和氢气出口内安装快接头。
19.进一步，所述塑胶件中部设有开槽，所述塑胶件于开槽两端设有斜对称的若干流道，两个所述塑胶件上的流道可组成菱形结构。
20.进一步，所述通孔共有十个，每个所述防松螺栓上均套设一个平垫和一个弹簧。
21.进一步，所述快接头上设有带防倒流硅胶件。
22.本实用新型与现有的技术相比的优点在于：本实用新型可以疏孔钛网保证内部水流通，同时，菱形流道防止压力下水流道凹陷堵塞，而且，防倒流硅胶套免于水气倒流，再者，中间紧固件防止槽内压造成的中部凸起，此外，防松螺栓能防止槽体松脱，最后，整个结构组装简便、安全高效和使用寿命长。
附图说明
23.图1是本实用新型的结构图。
24.图2是塑胶件的放大图。
25.图3是原理示意图。
26.如图所示：1、连接钛片；2、质子膜；3、pc片；4、塑胶件；5、催化层；6、钛网；7、阳极钛片；8、绝缘片一；9、阳极铝板；10、阴极钛片；11、绝缘板二；12、阴极铝板；13、中间紧固件；14、平垫；15、弹簧；16、防松螺栓；17、快接头。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1至图3所示，一种制氢电解槽，包括连接钛片1、若干叠加组件、阳极组件、阴极组件、中间紧固件13、平垫14、弹簧15、防松螺栓16和快接头17，可根据叠加组件的数量来
实现产不同流量的氢气量，比如叠加组件数量为1件时产气量为200ml/min，叠加组件数量为2时产气量为400ml/min，以此类推，连接钛片1位于中间层，一侧由内及外依次设有一个叠加组件和阳极组件，另一侧由内及外依次设有另一个叠加组件和阴极组件，阳极组件和阴极组件分别连接电源的正负极；
29.叠加组件包括质子膜2、两个pc片3、两个塑胶件4、两个催化层5和两个钛网6，质子膜2位于中夹层，其两侧依次设有pc片3、塑胶件4、催化层5和钛网6；
30.阳极组件包括阳极钛片7、绝缘片一8和阳极铝板9，绝缘片一8位于阳极钛片7和阳极铝板9之间，阳极钛片7靠近一个叠加组件；
31.阴极组件包括阴极钛片10、绝缘板二11和阴极铝板12，绝缘板二11位于阴极钛片10 和阴极铝板12，阴极钛片10靠近另一个叠加组件；
32.连接钛片1、塑胶件4、阳极钛片7、绝缘片一8、阳极铝板9、阴极钛片10、绝缘板二 11和阴极铝板12上均设有适配的通孔，防松螺栓16依次穿过弹簧15、平垫14和通孔，阳极铝板9和阴极铝板12上均设有中间紧固件13，阳极铝板9上设有进水口、出水口和氢气出口，进水口、出水口和氢气出口内安装快接头17。
33.塑胶件4中部设有开槽，塑胶件4于开槽两端设有斜对称的若干流道4.1，两个塑胶件4 上的流道4.1可组成菱形结构，通孔共有十个，每个防松螺栓16上均套设一个平垫14和一个弹簧15，快接头17上设有带防倒流硅胶件。
34.质子膜2为选择性质子透过膜，质子膜2和pc片3通过热压形成膜组件，用于质子交换传递，且质子膜2两表面均附着有用于增强水合质子传导的催化剂层；钛网6处于催化层与阴阳极片之间，利于水的流通；塑胶件4，阴阳极室各一个，与催化层5和钛网6结合，用于形成阴阳极室，其特制菱形的流道4.1抗压能力强，防止凹陷堵塞；防倒流硅胶套，可安装在进出水快接头17处，用于防止水气倒流和进出水口颠倒的情况；中间紧固件13，处于阳极铝板9和阴极铝板12上，用于紧压槽体中部；防松螺栓16是由平垫14、弹簧15、特制螺丝组成，能牢牢紧固槽体，不受震动松脱；阳极钛片7和质子膜2之间的区域为氧气产生区域，阴极钛片10与质子膜2之间的区域为氢气产生区域。
35.在具体的使用中，纯水从阳极进水口经过防倒流接头、内框水流通道进入阳极室，水在阳极室被电解成氧气和氢离子，氧气和多余的水通过阳极出水口回流到水源处，实现水的循环，阳极产生的氢离子以水合的形式(h+
·
xh20)通过离子交换膜到阴极，在阴极，氢离子和电子重新结合形成氢气，氢气通过阴极出气口排出。其中：
36.1、快接头17上安装的防倒流硅胶套能防止进入电解槽的水倒流，起到单向流通的作用，就算进水是采用高度水压差方式时，该防倒流硅胶套也能具有很好的通水性，保证水的流通性，同时也防止了出现出水气口进水，进水口出水气的情况(正常电解槽使用时下方接口为进口，上方接口为出口)；
37.2、内框上含钛网6与催化层5的结构因存在疏孔钛网，水也能流畅的流通，不会出现缺水的情况；
38.3、内框上进出口处的特制菱形的流道4.1在电解槽紧固时受力处为菱形顶角处，在紧固压力下，流道4.1为稳定的三角形结构，难以向内凹陷，能很好的防止流道堵塞。
39.如图3所示，纯水从阳极进水口进入阳极室，水在阳极室被电解成氧气和氢离子，氧气和多余的水通过阳极出水口流出，阳极产生的氢离子以水合的形式(h+
·
xh20)通过离
子交换膜到阴极，在阴极，氢离子和电子重新结合形成氢气，氢气通过阴极出气口排出。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
42.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种制氢电解槽，其特征在于：包括连接钛片(1)、若干叠加组件、阳极组件、阴极组件、中间紧固件(13)、平垫(14)、弹簧(15)、防松螺栓(16)和快接头(17)，所述连接钛片(1)位于中间层，一侧由内及外依次设有一个所述叠加组件和阳极组件，另一侧由内及外依次设有另一个所述叠加组件和阴极组件，所述阳极组件和阴极组件分别连接电源的正负极；所述叠加组件包括质子膜(2)、两个pc片(3)、两个塑胶件(4)、两个催化层(5)和两个钛网(6)，所述质子膜(2)位于中夹层，其两侧依次设有pc片(3)、塑胶件(4)、催化层(5)和钛网(6)；所述阳极组件包括阳极钛片(7)、绝缘片一(8)和阳极铝板(9)，所述绝缘片一(8)位于阳极钛片(7)和阳极铝板(9)之间，所述阳极钛片(7)靠近一个所述叠加组件；所述阴极组件包括阴极钛片(10)、绝缘板二(11)和阴极铝板(12)，所述绝缘板二(11)位于阴极钛片(10)和阴极铝板(12)，所述阴极钛片(10)靠近另一个所述叠加组件；所述连接钛片(1)、塑胶件(4)、阳极钛片(7)、绝缘片一(8)、阳极铝板(9)、阴极钛片(10)、绝缘板二(11)和阴极铝板(12)上均设有适配的通孔，所述防松螺栓(16)依次穿过弹簧(15)、平垫(14)和通孔，所述阳极铝板(9)和阴极铝板(12)上均设有中间紧固件(13)，所述阳极铝板(9)上设有进水口、出水口和氢气出口，所述进水口、出水口和氢气出口内安装快接头(17)。2.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述塑胶件(4)中部设有开槽，所述塑胶件(4)于开槽两端设有斜对称的若干流道(4.1)，两个所述塑胶件(4)上的流道(4.1)可组成菱形结构。3.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述通孔共有十个，每个所述防松螺栓(16)上均套设一个平垫(14)和一个弹簧(15)。4.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽，其特征在于：所述快接头(17)上设有带防倒流硅胶件。
技术总结
本实用新型公开了一种制氢电解槽，包括连接钛片、若干叠加组件、阳极组件、阴极组件、中间紧固件、平垫、弹簧、防松螺栓和快接头，所述连接钛片位于中间层，一侧由内及外依次设有一个所述叠加组件和阳极组件，另一侧由内及外依次设有另一个所述叠加组件和阴极组件，所述阳极组件和阴极组件分别连接电源的正负极。本实用新型可以疏孔钛网保证内部水流通，同时，菱形流道防止压力下水流道凹陷堵塞，而且，防倒流硅胶套免于水气倒流，再者，中间紧固件防止槽内压造成的中部凸起，此外，防松螺栓能防止槽体松脱，最后，整个结构组装简便、安全高效和使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。
技术研发人员：
陈星宏
受保护的技术使用者：
东莞市中瑞电极工业科技有限公司
技术研发日：
2021.07.06
技术公布日：
2022/8/5
