碱性电解槽弹性支撑网

气体设备 13812683169

关键词：弹性支撑网、碱性电解槽、端压板、密封垫、极板、电极、隔膜乳突结构、平板结构、流道、支撑
描述：电解槽弹性支撑网技术作为一种创新的支撑结构，具有显著的优势和广阔的应用前景。不仅提高了电解槽的电解效率，还有效保护了隔膜，优化了电流分布，并具有良好的耐腐蚀性能。支撑网与电极之间的压力均匀性，弹性材料的稳定性是验证重点。随着技术的不断发展和应用，弹性支撑网技术将为氢能产业的发展提供支持。

A，弹性支撑网
一、前言
碱性电解槽作为制氢技术的重要组成部分，其性能的提升对于降低制氢成本、提高制氢效率具有重要意义。近年来，碱性电解槽弹性支撑网技术的出现，为电解槽的优化设计带来了新的突破。

二、碱性电解槽弹性支撑网技术概述
碱性电解槽主要由端压板、密封垫、极板、电极、隔膜等零部件组装而成，传统电解槽的支撑方式主要有乳突结构和平板结构。乳突结构通过在极板表面冲压形成球形凹凸结构，自然形成流道和支撑；平板结构则需要搭配支撑网来构建流道。然而，这两种结构都存在一定的局限性，如硬接触可能导致隔膜损伤，电解液流动受阻，影响电解效率。

弹性支撑网技术的出现，有效解决了传统支撑方式的不足。该技术通过在电极与双极板之间引入弹性支撑体，实现了电极与极板的紧密贴合，同时使电极与隔膜完全贴合，从而显著提高了电解效率。弹性支撑网通常由耐腐蚀材料（如纯镍丝）编织而成，具有良好的柔韧性和机械强度。

三、弹性支撑网技术的特点
1. 提高电解效率：弹性支撑网能够使电极与隔膜紧密贴合，减少电极与隔膜之间的间隙，从而降低电解液的电阻，提高电流密度。此外，弹性支撑网的网孔密布结构具有气泡切割作用，可抑制大气泡的生成，有效降低气阻，进一步提高电解效率。
2. 保护隔膜：弹性支撑网对隔膜起到良好的保护作用，延长隔膜的使用寿命。在电解过程中，弹性支撑网能够缓冲电极与隔膜之间的压力，避免因硬接触导致的隔膜损伤。但是，支撑网与电极之间的压力均匀性，是寿命与效率考验重点。
3. 优化电流分布：弹性支撑网增强了电极与极板的接触面积，使电流分布更加均匀，降低了接触电阻。这不仅提高了电解槽的整体性能，还减少了因电流分布不均导致的局部过热等问题。支撑网与电极之间的压力均匀性，是考验电流分布的重点。
4. 耐腐蚀性强：弹性支撑网通常采用纯镍丝等耐腐蚀材料编织而成，具有良好的耐腐蚀性能。这使得弹性支撑网能够在碱性电解槽的恶劣工作环境中长期稳定运行，减少了维护成本。

四、弹性支撑网技术的应用与发展趋势
目前，弹性支撑网技术已受到多家头部电解槽企业的关注和应用。例如，奥德源公司通过优化电极制备工艺和弹性支撑网的设计，成功降低了电极铝含量，提高了电极表面涂层的附着力。此外，保时来公司也通过三维结构设计和力学仿真技术，对弹性支撑网的结构进行了优化，进一步提升了其力学性能和功能性。

随着技术的不断进步，弹性支撑网技术有望在碱性电解槽领域得到更广泛的应用。未来，研究人员将进一步优化弹性支撑网的材料和结构，提高其性能和可靠性。同时，弹性支撑网技术也将与其他先进技术相结合，如新型电极材料和隔膜技术，共同推动碱性电解槽技术的发展。

碱性电解槽弹性支撑网技术作为一种创新的支撑结构，具有显著的优势和广阔的应用前景。它不仅提高了电解槽的电解效率，还有效保护了隔膜，优化了电流分布，并具有良好的耐腐蚀性能。支撑网与电极之间的压力均匀性，弹性材料的稳定性是验证重点。随着技术的不断发展和应用，弹性支撑网技术将为氢能产业的发展提供有力支持，助力实现碳达峰、碳中和目标。

B，弹性支撑网提高电解效率。
一，优化电流分布
1.1 增加接触点：弹性支撑网使电极与极板之间的接触点增多，电流分布更加均匀。这减少了电流集中导致的局部极化现象，从而降低能耗。
1.2降低接触电阻：弹性支撑网能够紧密贴合电极和极板，减少接触电阻，进而提高电流密度。

二，改善气液流动
2.1 气泡切割作用：弹性支撑网的网孔密布结构具有气泡切割作用，能够抑制大气泡的生成。这有效降低了气阻，使电解液流动更加顺畅。
2.2 优化传热传质：弹性支撑网的柔性结构接触点较多，有利于气液流动，从而提升电解室内部的传热传质效率。

三，提高电极与隔膜的贴合度
3.1 紧密贴合：弹性支撑网能够使电极与隔膜完全贴合，减少电极与隔膜之间的间隙，从而降低电解液的电阻。
3.2保护隔膜：弹性支撑网对隔膜起到良好的保护作用，避免因硬接触导致的隔膜损伤，延长隔膜的使用寿命。

四，增加电化学反应面积
弹性支撑网双极板大大增加了单位电化学的反应面积，提高了电流密度，从而提高了电解效率。

五，减少电解槽小室数量
采用弹性支撑体复合电极，相比乳突结构可降低槽室数量10~30%左右，这不仅提高了电解槽的经济性，还进一步提升了整体的电解效率。

C，弹性支撑网与电解槽经济性

一，降低槽室数量
弹性支撑网技术通过优化电极与隔膜的贴合度，实现了真正的膜极距，从而提高了电解效率。可以显著减少电解槽的槽室数量。弹性支撑体复合电极工业化应用数据显示，相比传统乳突结构，槽室数量可降低20%到30%左右。槽室数量的减少直接降低了电解槽的制造成本和材料消耗，同时也减少了设备的占地面积和安装成本。

二，降低能耗
弹性支撑网技术通过优化电流分布、降低气阻和提高电解效率，有效降低了电解槽的能耗。采用弹性支撑网技术的电解槽能够节约5%到20%的能耗。能耗的降低不仅减少了运行成本，还提高了电解槽的经济性。

三，提高设备寿命
弹性支撑网技术对隔膜起到良好的保护作用，延长了隔膜的使用寿命。此外，弹性支撑网采用耐腐蚀材料（如纯镍丝）编织而成，具有良好的机械强度和耐腐蚀性，能够有效解决气体腐蚀问题。设备寿命的延长减少了设备的更换频率和维护成本，进一步提高了电解槽的经济性。

四，简化安装过程
弹性支撑网技术的安装过程较为简单，只需将，阴，阳电极安装至隔膜两侧，加上垫片，再利用极框安装即可。这种简化的安装过程减少了安装时间和人力成本，提高了设备的安装效率和经济性。

五，提高电流密度
弹性支撑网技术通过增加电极与支撑体的接触面积，使电流分布更加均匀，从而提高了电流密度。电流密度的提高不仅提高了电解效率，还减少了电解槽的尺寸和材料用量，进一步降低了成本。

六，减少材料成本
传统电解槽的乳突结构和板网结构存在一些不足，如乳突结构难以做到零极距，且个性化设计成本高昂；板网结构则会增加重量和成本。弹性支撑网技术通过优化设计，减少了材料的使用量，降低了材料成本。

弹性支撑网技术通过降低槽室数量、降低能耗、提高设备寿命、简化安装过程、提高电流密度和减少材料成本等多种方式，显著提高了电解槽的经济性。支撑网与电极之间的压力均匀性，弹性材料的稳定性是验证重点。随着技术的不断发展和应用，弹性支撑网技术将为氢能产业的发展提供支持。这些优势使得弹性支撑网技术有望成为碱性电解槽应用的主流技术。