制氢极板
名词：蓝点检测、中间极板、左极板、右极板、左端极板、右端极板 
描述：主极板原材料为碳钢，通过模具冲压在主极板上制造出乳突结构。乳突板先进过打磨、化学除油、热水洗、冷水洗、超纯水洗、酸浸蚀活化、水洗、电镀、水洗、干燥等工艺完成电化学电镀镍，电解槽的小室中，极板的位置在镍网的两侧传导电子，极板上电解电流密度更均匀，减小极板与镍网的接触电阻，增大电流密度，降低制氢能耗。极板位于一个完整的小室结构的两端，形成了氢侧（阴极区域）和氧侧（阳极区域）碱液流动的腔室

极板是水电解制氢电解槽中重要的部件
一、极板
在碱性电解槽的小室中，极板的位置在镍网的两侧传导电子，极板上电解电流密度更均匀，减小极板与镍网的接触电阻，增大电流密度，降低制氢能耗。极板位于一个完整的小室结构的两端，形成了氢侧（阴极区域）和氧侧（阳极区域）碱液流动的腔室，实现了阴极碱液和阳极碱液的流动及电解制氢气，分开循环减小了氢中氧和氧中氢的含量，保证了电解槽运行的安全性。
制氢电解槽一般为双极压滤式电解槽，
双极压滤式电解槽一般采用的是“中间极板接正两边负极”的接线方式，在电场的作用下一面带正电，一面带负电，分别作为阳极区和阴极区的极板，同一块极板会在两面带有不同的电荷就是“双极”的由来。极板是碱性电解水制氢电解槽最主要的重复性部件，1000Nm3/h的电解槽一般需要300-400块极板.
二、结构
极板由两部分组成：主极板和极框，与分为左极板，右极板，中间极板。一块完整的极板有机框和主极板焊接而成，然后镀镍。
（1）主极板
电解槽电解小室内部的主极板表面布有（乳突板）球形的凹凸结构，凹凸结构一方面可以使隔膜两侧的极板能够以“顶对顶”的形式形成可靠的多点电接触，尽可能多的接触电能够降低小室内部构件的接触电阻。
另一方面球凸球凹型结构曲面构成了电解单元内部的容腔及循环通道，使电解液在进入电解单元极板流道时不能直接向上流动，而需经过许多球状凹凸结构之间的分流及混合，增强流动的扰动程度，减小流道电解液浓度差，从而降低电解设备的能耗，提高其长期运行的稳定性。
极板高度
1）乳突的数量：极板乳突的数量越多一方面可以能够实现极板与电极间的接触，减小极板与电极间的接触电阻，减小小室电压；另一方面，在电解过程中氢、氧侧会不断有气泡从电极表面析出，汇聚成大的气泡，这会造成电解液内的电阻变大，若极板与电极间多孔结构越多，电解液中形成大气泡的概率就越小，形成明显电阻的可能性就不大，气泡对电流密度的影响也就越小。所以从性能要求上来说，乳突结构的数量越多越好。但是从制造成本上来说，乳突结构数量的增加会直接导致极板的制造成本增加。
2）乳突的高度：乳突球凸与球凹型组合结构能够较好地强化电解槽内部的传热与传质。乳突的深度变大时，电解槽内部电解液的流动扰动更大，槽内温度分布均匀，不易生成大氢氧气泡，减小气泡对于电流密度的影响；另一方面，乳突高度的增加会增加电解槽小室的间距，导致小室电阻增加，同时制造大高度的乳突结构对冲压机的吨位要求更大成本高。制氢行业所用的乳突高度大约在2.5-5mm左右。
（2）极框
主极板外部焊接极框，上部设置有两组氢和氧气道孔和下端的液道孔，极框上与主极板焊接的部分被称为舌板，极框最外侧有波浪状的水封密封区，其余为隔膜和密封垫的结合区。
电解槽内部阴极与阳极的电解液是不能混合在一起的，而碱液从外部进入小室、阴极电解液与阳极电解液的分别进入电解槽内部的阴极电解液与阳极电解液流道、电解槽产生的和内部阴极电解氢气液与阳极电解氧气液分别流动进入制氢框架氢氧风力器，气体和碱液分离等到氢气和氧气。
三、极框
1）碱液从外部进入电解小室
极框底部设置碱液液道孔，大量极板的堆叠在电解槽内部（底部）形成碱液的进入流道。碱液从外部用泵打入电解槽内部的碱液进入流道，再通过极板的碱液液道孔和沟槽进入电解小室。极板的双面都会设置碱液液道孔，使碱液能够分别进入电解槽的阳极区和阴极区。
2）阴极区电解液与阳极区电解液的分流
这是极框最重要的一个功能，这是由极框顶部的两组气道孔实现的。极框上部开有氧气与氢气液道孔，以阴极区极板为例，电解液通过碱液液道孔进入阴极区域与电极发生反应生成氢气，氢气和电解液的混合物通过氢气气道孔离开电解小室。
那么为什么电解液与氢气的混合物只进入氢气气道孔而不进入氧气气道孔呢，原因就在于气道孔下部沟槽的设置。在氢气气道孔的下部设置沟槽，而在阳极气道孔下部不设置沟槽。这样在密封垫片的密封作用下，氧气气道孔由于没有设置沟槽，氢气与碱液的混合物通往氧气气道孔的路径完全被密封垫片封住，所以氢气和碱液的混合物就只能通过设置的沟槽进入氢气气道孔。通过气道孔和沟槽的设置实现了阴极区电极液只进入氢气气道孔。同理，在阳极区的极框就只在氧气气道孔下部设置沟槽，这样阳极区电解液就只进入氧气气道孔。实现了阴极区电解液和阳极区电解液在电解槽内部的分流。
3）电解槽内部阴极电解液与阳极电解液分区流动进入制氢框架
其原理与碱液进液孔相同，通过极板的堆叠在电解槽内部形成了阳极电解液流道和阴极电解液流道，实现了阴极区电解液和阳极区电解液在电解槽内部的分流。
极板顶部的氢气气道孔、氧气气道孔及底部的碱液进液孔通过极板的大量堆叠在电解槽内部形成流道，这也是极框的主要功能之一。
四、极板种类。
4.1、极板不同
市场上的碱性电解槽主流为双极压滤型。
中间正两边负的接线方式，在一个电解槽中，极板的类型：
中间极板、左极板、右极板、左端极板、右端极板，氢侧出口和氧侧出口的设置不同。一般为左氢右氧。
（1）中间极板
碱性电解槽一般采用中间正，两边负的接线方式，中间极板的两侧的半个小室都是阳极室，因此中间极板上没有氢侧出口，极板的两面都是设置氧侧出口。
（2）左极板
中间极板左侧的极板称为左极板（左右是相对）。左极板都是“左正右负”的极化情况，左极板的极框结构是相同的，极框的阳极侧设置氧侧出口，阴极侧设置氢侧出口。
为了夹紧隔膜和电极减少轴向压紧时隔膜和电极受力不均匀的现象，极板会采用乳头对顶安装的结构。
左极板的差别在主极板，主极板在左极框的焊接方向是完全相反的。主极板的凹凸结构是完全相反的，即主极板焊接方向相反。
（3）右极板
中间极板右侧的极板称为右极板。右极板都是“左负右正”，右极板的极框结构也是相同的，极框的阳极侧设置氢侧出口，阴极侧设置氢侧出口。与左极板类似，两种右极板的区别也在于主极板在极框上的焊接方向。两种右极板的主极板凹凸结构相反，即主极板的焊接方向相反。
（4）左、右端极板
左、右端极板与左右端板直接接触，有的是采用端极板与端板一体化的方式，有的是采用端极板和端板分开的方式。左、右端极板直接与负极相连，左端极板右侧、右端极板左侧的半个小室均为阴极小室，因此左、右端极板的极框上只设置氢侧出口，不设置氧侧出口。
五、极板制造
1.主极板的加工；
2.极框的加工；
3.主极板与极框的焊接；
4.极板整体镀镍；
5.极板镀层检测。
（1）主极板的制造
主极板原材料为碳钢（厚度为2mm左右），通过模具冲压在主极板上制造出乳突结构。
乳突板冲压设备
（2）极框制造
极框由碳钢材料基材通过卷材制造成，然后再在极框上加工出舌板、液道孔、液体流道、气道孔及流道、定位孔、密封水线等结构。
（3）主极板与极框的焊接
加工完成主极板与极框后，通过极框的舌板将极框与主极板焊接在一起，形成中间极板、左极板、右极板、左端极板、右端极板。
（4）极板镀镍
在碱性电解水制氢过程中一般采用30wt%KOH溶液作为电解液，电解液的温度为80-90℃左右。但是这样的温度和碱浓度正好在碳钢主极板容易发生碱蚀的范围之内。需要对电解槽的碳极板进行防腐处理，通常采用的是镀镍的碳钢乳突板来减轻腐蚀，采用的是电化学电镀的方法对极板进行整体镀镍。
未镀镍的乳突板先进过打磨、化学除油、热水洗、冷水洗、超纯水洗、酸浸蚀活化、水洗、电镀、水洗、干燥等工艺完成电化学电镀镍。其中，酸浸蚀活化工艺是使镍镀层与钢板的结合力更强，采用强酸刻蚀与弱酸刻蚀相结合的方式。采用恒电流法进行镀镍，通过控制电镀时间来控制电镀层的厚度。
（5）极板镀层检测
镀层镍的多孔性及镀镍过程中可能存在镀层不均匀的情况，采用蓝点检测的方法检测镀层镍的质量，原理是表面是否存在裸露出来的碳钢，裸露出来的碳钢（乳突部分与电极直接接触的部分）在电解水反应过程中容易与电极发生接触腐蚀，造成极板的腐蚀和电解液的污染。
蓝点检测具体方法是：用铁氰化钾K3[Fe(CN6)]加硝酸和水配制成检测溶液。用滤纸浸渍溶液后，贴附于待测极板表面或直接将溶液涂、滴于待测极板表面，30秒内观察显现蓝点情况，有蓝点为不合格，无蓝点为合格。原理是铁氰化钾先和铁单质发生铁的归中反应生成亚铁离子，亚铁离子在与铁氰化钾溶液发生反应生成蓝色沉淀：3Fe2+ + 2[Fe(CN6)]3- = Fe3[Fe(CN6)]2（蓝色沉淀，即蓝点）

资料来源《水电解制氢技术》