保時來是國內綠色制氫電極產品的頭部供應商之一，近日，其推出了新開發的柔性支撐一體電極和除霧絲網支撐結構，不僅優化了電解槽流場，還實現了零極距的設計，從而在同等條件下降低了能耗、減少了小室數量，進一步提升了電解槽的性能。

1、電解槽結構

堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成，電解槽包括數十甚至上百個電解小室，由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形，每個電解小室以相鄰的2個極板為分界，包括正負雙極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個部分，如下圖1所示。

雙極板有乳突結構和平板結構，使用乳突結構雙極板時，電極靠雙極板的凸點支撐并通電。當雙極板為平板機構時，電極與雙極板間會安裝使用鎳板沖壓的板網作為支撐和通電。

無論是乳突結構還是板網結構，都屬于硬支撐，而且對電解槽內部電解液的流動起著一定的阻礙作用從而影響電解小室的流場。?

圖1 電解槽結構

在傳統的電解槽電極支撐結構的基礎上，保時來通過結構優化，設計除霧絲網柔性支撐結構（柔性支撐一體化電極），作為乳突結構和板網機構之后的新一代支撐結構，可在同等條件下提高電流密度、降低小室電壓和能耗、減少小室數量，從而進一步提升電解槽的性能而且能同時降低電解槽的生產成本。

圖2 電解槽支撐結構

2.除霧絲網柔性支撐結構（柔性支撐一體化電極）與傳統支撐方式比較

(1)間隙優化：傳統電解槽設計中，電極與隔膜之間存在0.1mm-3mm的間隙，這限制了電解效率。而保時來采用的零極距技術，實現了電極與隔膜的完全貼合，從而提高了電解效率。

(2)隔膜保護：在傳統電解槽中，陰陽極之間的硬接觸可能導致隔膜損傷。保時來的零極距結構采用柔性支撐，有效避免了對隔膜的損傷。

(3)降低電阻：傳統電解槽結構（乳突，板網）接觸點較少，接觸電阻較高。零極距柔性結構接觸點較多，以較低代價大幅降低接觸電阻，從而降低能耗，有助于大電密運行。

(4)優化流場：電解槽結構（乳突，板網）流場設計復雜，流阻大，不利于氣液快速流動，零極距電解槽支撐結構空隙較多，益于氣液流動，有助于降低電解液氣液比，提升小室內部傳熱傳質效率，降低電解槽能耗。。

3.保時來一體電極的技術迭代

3.1堿液除霧絲網的迭代

（1）柔性體結構與力學仿真的深度融合

我們運用先進的三維結構設計和力學仿真技術，通過精確的數值模擬計算，對支撐體的柔性體結構進行了全面優化。這一過程確保了我們能夠評估不同設計方案的力學性能，并從中篩選出最優的設計方案。

（2）堿液除霧絲網的結構設計迭代

結構設計：結合三維建模與力學仿真，我們對堿液除霧絲網的結構進行了細致的設計，以確保其在實際應用中的高效性能。

力學性能仿真：通過數值模擬仿真，我們能夠預測和分析不同設計參數對絲網力學性能的影響，從而實現設計的最優化。

（3）堿液除霧絲網的編織技術革新

數值模擬指導：基于優化后的結構模型，我們利用數值模擬的結果，指導實際的編織工藝，確保絲網的力學性能和功能性達到最佳狀態。

自動化編織技術：采用行業領先的自動化編織技術，我們實現了堿液除霧絲網的高效生產，同時保證了產品的一致性和可靠性。

圖5編織結構

3.2堿液除霧絲網測試

保時來新材料科技在堿液除霧絲網的測試與評估方面，實施了以下綜合性測試流程：

力學性能測試：我們對堿液除霧絲網進行了壓縮回彈測試，以評估其在實際應用中的柔性恢復能力和結構穩定性。

面電阻測試：通過模擬裝機后的測試，我們測量了絲網的面電阻，確保其在電解過程中的導電性能滿足高效能要求。

外觀檢驗：通過目視檢查，保證編織結構不出現多絲、斷絲、少絲以及其他目視可見的宏觀缺陷。

設計和評價體系的構建：基于上述測試結果，我們設計并編制了一套全面的柔性體結構設計和評價體系。該體系旨在系統地評估和優化堿液除霧絲網的性能，確保其在各種工況下均能保持最佳表現。

通過這一嚴謹的測試流程，保時來新材料科技確保了堿液除霧絲網的高性能和可靠性，為客戶提供了高質量的產品，并為電解槽技術的持續進步提供了堅實的基礎。

3.3一體電極封邊方式的迭代

保時來新材料科技通過精心設計的柔性支撐一體化電極，實現了電解槽性能的顯著提升。這種一體化電極結合了先進的柔性支撐結構和高效催化電極，以確保電解過程的高效和穩定。

我們對封邊技術進行了迭代優化，以適應不同的電解槽運行條件。封邊方式的選擇對于電解槽的長期運行至關重要，因為它直接關系到電解槽內部的雜質管理、堿液流動效率以及溫度控制。

優化后的封邊技術能夠有效減少雜質在電解槽內的積聚，促進堿液的均勻流動，并維持電解槽內部的穩定溫度，從而提高了電解槽的整體性能和耐久性。

通過這種迭代創新，保時來新材料科技不僅提升了電解槽的運行效率，還增強了其在各種工況下的適應性和可靠性。

成品效果展示：

保時來新材料科技，以其卓越的技術創新和對環保的執著追求，正引領著綠色能源的革命。通過不斷的技術突破和產品優化，保時來將繼續為全球的綠色能源事業貢獻力量，為實現可持續發展的未來添磚加瓦。

來源：保時來

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：保時來推出柔性支撐一體化電極，可進一步提升制氫電解槽性能