背景技術(shù)：

1、氫的生產(chǎn)可以發(fā)揮重要作用，因為氫氣是許多化學(xué)過程需要的。截至2019年，全球每年生產(chǎn)約7000萬噸氫用于各種用途，例如煉油、在氨的生產(chǎn)(通過哈伯法(haberprocess))中、在甲醇的生產(chǎn)(通過減少一氧化碳)中、或作為運輸中的燃料。

2、歷史上，大部分氫(～95％)是由化石燃料生產(chǎn)的(例如，通過天然氣的蒸汽重整、甲烷的部分氧化、或煤氣化)。氫生產(chǎn)的其他方法包括生物質(zhì)氣化、低co2排放或無co2排放的甲烷熱解、和電解水。電解利用電以將水分子分解成氫氣和氧氣。迄今為止，電解系統(tǒng)和方法通常比基于化石燃料的生產(chǎn)方法更昂貴。然而，基于化石燃料的方法可能在環(huán)境上破壞更大，通常使得co2排放增加。因此，需要生產(chǎn)氫氣的電解系統(tǒng)和方法的具有成本競爭力和環(huán)境友好的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開內(nèi)容描述了電解器單元(electrolyzer?cell，電解池)，其包括：至少部分地包封單元內(nèi)部的殼體；涂覆有第一催化劑涂層的第一電極，其中第一電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體；第二電極，所述第二電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體；以及定位在第一電極與第二電極之間的分隔件，其中在第一電極與第二電極之間施加有電壓。

2、本公開內(nèi)容還描述了方法，其包括：提供涂覆有第一催化劑涂層的第一電極、和第二電極；將第一電極在不焊接的情況下聯(lián)接至電解器單元的殼體使得第一電極在殼體的單元內(nèi)部；將第二電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體；將分隔件定位在第一電極與第二電極之間；將電解質(zhì)進(jìn)給到單元內(nèi)部；以及在第一電極與第二電極之間施加電壓以在第一電極處或第二電極處產(chǎn)生氫氣。

3、本公開內(nèi)容還描述了維護(hù)電解器單元的方法，其中所述方法包括：從電解器系統(tǒng)中取出電解器單元，其中電解器單元包括至少部分地包封單元內(nèi)部的殼體、涂覆有第一催化劑涂層的第一電極，其中第一電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體、第二電極，所述第二電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體、以及定位在第一電極與第二電極之間的分隔件；從電解器單元中取出第一電極；用涂覆有替換催化劑涂層的替換電極替換取出的第一電極；以及將替換電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體。

技術(shù)特征：

1.一種電解器單元，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解器單元，還包括用于在不焊接的情況下將所述第一電極聯(lián)接至所述殼體的非焊接緊固結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解器單元，其中所述非焊接緊固結(jié)構(gòu)包括彈性邊緣插入件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電解器單元，其中所述第一電極包括第一網(wǎng)狀片材。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電解器單元，其中所述第二電極包括第二網(wǎng)狀片材。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電解器單元，還包括被配置成將所述第一電極壓制到所述分隔件中的彈性元件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的電解器單元，其中所述第二電極涂覆有第二催化劑涂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電解器單元，還包括第一電極組合件，所述第一電極組合件包括所述第一電極和第一集流體。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解器單元，其中所述第一集流體焊接至所述殼體，以及其中所述第一電極在不焊接的情況下聯(lián)接至所述第一集流體。

10.一種方法，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中將所述第一電極聯(lián)接至所述殼體包括用非焊接緊固結(jié)構(gòu)聯(lián)接所述第一電極。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一電極包括第一網(wǎng)狀片材。

13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的方法，其中所述第二電極包括第二網(wǎng)狀片材。

14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的方法，還包括將彈性元件定位在所述殼體與所述第一電極之間，其中所述彈性元件被配置成將所述第一電極壓制到所述分隔件中。

15.一種維護(hù)電解器單元的方法，所述方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述替換電極聯(lián)接至第一殼體包括用非焊接緊固結(jié)構(gòu)將所述替換電極緊固至所述殼體。

17.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一電極包括第一網(wǎng)狀片材。

18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，其中所述第二電極包括第二網(wǎng)狀片材。

19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項所述的方法，其中所述第二電極涂覆有第二催化劑涂層。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括從所述電解器單元中取出所述第二電極，用涂覆有第二替換催化劑涂層的第二替換電極替換取出的第二電極，以及將所述第二替換電極在不焊接的情況下在所述單元內(nèi)部聯(lián)接至所述殼體。

技術(shù)總結(jié)
電解器單元包括第一半單元，所述電解器單元包括：至少部分地包封單元內(nèi)部的殼體；涂覆有第一催化劑涂層的第一電極，其中第一電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體；第二電極，所述第二電極在不焊接的情況下在單元內(nèi)部聯(lián)接至殼體；以及定位在第一電極與第二電極之間的分隔件，其中在第一電極與第二電極之間施加有電壓。

技術(shù)研發(fā)人員：托馬斯·H·麥克韋德,詹姆斯·R·潘尼,蘇士釗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：韋爾達(dá)吉氫能公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21