双极板的制造方法、双极板以及水电解制氢设备与流程

本发明涉及水电解制氢，尤其涉及一种双极板的制造方法、双极板以及水电解制氢设备。

背景技术：

1、随着全球对于清洁能源的需求日益增长，开发更高效、更经济、更环保的电解水技术变得尤为迫切。电解槽电解水技术因其高效率和快速响应特性，在水电解制氢领域中占据了重要地位；而双极板和扩散层是电解槽的重要组件，为了实现水电解制氢的高效率和快速响应特性，对于新型双极板的需求主要集中在提高电解效率、降低材料成本、增强结构稳定性和提升耐腐蚀性能。

2、现有的双极板一般采用两种方法制成，一种是采用平板双极板和多层编制或冲压的钛网、钛毡作为扩散层，以进行制氢；但是这种方法缺少流道，局部位置可能存在水供给不足，从而造成电解效率下降，影响电解槽性能。另一种是采用蚀刻的流道双极板和少量层的冲压钛网、钛毡作为扩散层；该方法采用了流道进行液和气的分配，会改善该双极板的水供给情况，均衡水量，但流道的加工一般采用冲压、蚀刻或机加工的方法；其中，冲压方法开模周期长，模具昂贵，工艺复杂，且容易发生变形；蚀刻和机加工均造价昂贵。

3、因此，亟需一种双极板的制造方法、双极板以及水电解制氢设备，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种双极板的制造方法，能够降低制造成本，简化工艺，提高制造效率和双极板的电解效率。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、双极板的制造方法，包括：

4、步骤s10、零部件准备：制备中间板、若干个阳极流道板和若干个阴极流道板；

5、步骤s20、预组装：将若干个上述阳极流道板和若干个上述阴极流道板分别设置于上述中间板的两侧，并进行预固定，得到预组装完成的双极板；

6、步骤s30、烧结成型：将预组装完成的上述双极板放置于真空炉内，在预设真空度、预设压力和预设温度下，对预组装完成的上述双极板进行烧结固定，得到烧结成型后的上述双极板；

7、步骤s40、后处理：清洗烧结成型后的上述双极板的表面，完成上述双极板的制备。

8、可选地，上述步骤s30包括：

9、步骤s31、将预组装完成的上述双极板放置于真空炉内的垫板上，在上述双极板的上方压设施压结构并施加预设压力；

10、步骤s32、对上述真空炉内进行真空处理，直至达到预设真空度；同时升高上述真空炉内的温度，直至达到预设温度，并维持一定时间，得到烧结成型后的上述双极板。

11、可选地，上述双极板和上述垫板之间，以及上述双极板和上述施压结构之间均设有隔离层。

12、可选地，上述步骤s10中，上述中间板、上述阳极流道板和上述阴极流道板通过冲切、激光切割或水切割制造而成。

13、可选地，上述阳极流道板的数量为a，上述阴极流道板的数量为b，1≤a≤3，1≤b≤3。

14、可选地，上述中间板的厚度为d，d＞0.4mm。

15、可选地，上述步骤s20中，若干个阳极流道板之间、若干个上述阳极流道板与上述中间板之间、若干个上述阴极流道板与上述中间板之间，以及若干个上述阴极流道板之间均通过焊接或胶接的方式进行预固定。

16、可选地，上述步骤s40之前，需将烧结成型后的上述双极板静置预设时间，直至上述真空炉降温后，将烧结成型后的上述双极板取出。

17、本发明的再一个目的在于提供一种双极板，能够降低制造成本，简化工艺，提高制造效率和双极板的电解效率。

18、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

19、双极板，通过上述任一方案所述的双极板的制造方法制造成型，上述双极板包括中间板、若干个阳极流道板和若干个阴极流道板，若干个阳极流道板和若干个阴极流道板分别堆叠设置于上述中间板的两侧。

20、本发明的又一个目的在于提供一种双极板的水电解制氢设备，能够降低制造成本，简化工艺，提高制造效率和电解效率。

21、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

22、水电解制氢设备，包括上述任一方案所述的双极板。

23、本发明的有益效果：

24、本发明提供了一种双极板的制造方法、双极板以及水电解制氢设备，通过将阳极流道板和阴极流道板分别制造成型，再通过预组装和烧结成型的方式，来将其固定成型为一体结构，制造工艺简单，且能通过阳极流道板和阴极流道板各自的流道确保水和气体的合理分布，提高电解效率，避免了蚀刻和机加工的昂贵制造成本，也避免了冲压加工的周期长、工艺复杂、易变性等缺点，大大降低了该双极板的制造成本，提高了制造效率和结构的稳定性，确保水电解制氢的高效稳定的工作。

技术特征：

1.双极板的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述步骤s30包括：

3.根据权利要求2所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述双极板(100)和所述垫板(200)之间，以及所述双极板(100)和所述施压结构(300)之间均设有隔离层。

4.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述步骤s10中，所述中间板(110)、所述阳极流道板(120)和所述阴极流道板(130)通过冲切、激光切割或水切割制造而成。

5.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述阳极流道板(120)的数量为a，所述阴极流道板(130)的数量为b，1≤a≤3，1≤b≤3。

6.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述中间板(110)的厚度为d，d＞0.4mm。

7.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述步骤s20中，若干个阳极流道板(120)之间、若干个所述阳极流道板(120)与所述中间板(110)之间、若干个所述阴极流道板(130)与所述中间板(110)之间，以及若干个所述阴极流道板(130)之间均通过焊接或胶接的方式进行预固定。

8.根据权利要求1所述的双极板的制造方法，其特征在于，所述步骤s40之前，需将烧结成型后的所述双极板(100)静置预设时间，直至所述真空炉降温后，将烧结成型后的所述双极板(100)取出。

9.双极板，其特征在于，通过如权利要求1-8中任一项所述的双极板的制造方法制造成型，所述双极板(100)包括中间板(110)、若干个阳极流道板(120)和若干个阴极流道板(130)，若干个阳极流道板(120)和若干个阴极流道板(130)分别堆叠设置于所述中间板(110)的两侧。

10.水电解制氢设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的双极板(100)。

技术总结
本发明属于水电解制氢技术领域，公开了一种双极板的制造方法、双极板以及水电解制氢设备，双极板的制造方法包括：步骤S10、零部件准备：制备中间板、若干个阳极流道板和若干个阴极流道板；步骤S20、预组装：将若干个阳极流道板和若干个阴极流道板分别设置于中间板的两侧，并进行预固定，得到预组装完成的双极板；步骤S30、烧结成型：将预组装完成的双极板放置于真空炉内，在预设真空度、预设压力和预设温度下，对预组装完成的双极板进行烧结固定，得到烧结成型后的双极板；步骤S40、后处理：清洗烧结成型后的双极板的表面，完成双极板的制备，以降低该双极板的制造成本，提高了制造效率和结构的稳定性，确保水电解制氢的高效稳定的工作。

技术研发人员：陈晓燕,刘建飞
受保护的技术使用者：苏州云帆氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23