电解器堆、电解系统以及用于操作电解系统的方法与流程

本公开总体上涉及电解器(electrolyzer)，并且更具体而言，涉及包括电解池块(cell block)和用于对该电解池块施加力的弹簧板组件的电解器堆(electrolyzerstack)、包括此类电解器堆的电解系统以及用于操作此类电解系统的方法。

背景技术：

1、电解器是使用电解过程将水转化成氢和氧的电化学装置。电解器通常用于生产氢。氢被用在许多工业应用中，例如氨的生产。电解器可用于局部氢生产，例如作为用于配备有氢燃料电池的车辆的燃料。电解器还可用于存储来自动态电源的能量，所述动态电源例如风力涡轮机和太阳能电池。

技术实现思路

1、本文公开了一种弹簧板组件。该组件包括弹簧板，其中每个弹簧板具有：在第一平面中延伸的周界部段；从该周界部段的第一部分延伸到该周界部段的第二部分的至少一个桥部段；以及从该至少一个桥部段延伸的弹簧元件。第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合周界部段中的对应周界部段，并且该第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合弹簧元件中的对应弹簧元件。

2、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧元件包括金属珠。

3、本公开的另一方面可以是其中，金属珠包括圆柱形或锥形形状中的至少一种。

4、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧元件的远端部分限定穿过弹簧板中的一个的开口。

5、本公开的另一方面可包括位于周界部段中的密封件，该密封件形成围绕弹簧元件的连续环。

6、本公开的另一方面可以是其中，周界部段和该至少一个桥部段在单个平面中延伸。

7、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧板由单个整体材料件形成，并且包括相同的轮廓。

8、本文公开了一种电解器堆。该堆包括：电解池块，其具有电解池，该电解池构造成接收和转化水，以形成氢产物流；以及弹簧板组件，其具有与该电解池块相邻定位的弹簧板。每个弹簧板包括：在第一平面中延伸的周界部段；从该周界部段的第一部分延伸到该周界部段的第二部分的至少一个桥部段；以及从该至少一个桥部段延伸的弹簧元件。第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合周界部段中的对应周界部段，并且该第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合弹簧元件中的对应弹簧元件。

9、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧元件包括金属珠。

10、本公开的另一方面可以是其中，金属珠包括圆柱形或锥形形状中的至少一种。

11、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧元件的远端部分限定穿过弹簧板中的一个的开口。

12、本公开的另一方面可包括位于周界部段中的密封件，该密封件形成围绕弹簧元件的连续环，其中，该密封件包括弹性体珠或金属珠中的至少一种。

13、本公开的另一方面可包括设置在弹簧板组件和电解池块之间的压缩板，其中，每个弹簧板上的密封件至少部分地与该压缩板形成加压腔，当被加压时，该加压腔施加力以压缩电解池块。

14、本公开的另一方面可包括第一端板，该第一端板与压缩板相对地与弹簧板组件相邻设置。

15、本公开的另一方面可包括在与压缩板相对的一侧上与电解池块相邻设置的第二端板，其中，该第一端板和第二端板被联接在一起，以约束电解器堆的扩展，包括约束弹簧板组件沿远离电解池块的方向的扩展。

16、本公开的另一方面可包括至少一个张力元件，该至少一个张力元件在第一端板和第二端板之间延伸，并且至少部分地将第一端板和第二端板联接在一起。

17、本公开的另一方面可以是其中，周界部段和该至少一个桥部段在单个平面中延伸。

18、本公开的另一方面可以是其中，每个弹簧板由单个整体材料件形成，并且包括相同的轮廓。

19、本文公开了一种操作电解系统的方法。该方法将水引入到具有电解池块的电解器堆。电解池块中的水被电解，以形成氢产物流。电解池块利用弹簧板组件来压缩，该弹簧板组件具有与电解池块相邻定位的弹簧板。每个弹簧板包括：在第一平面中延伸的周界部段；从该周界部段的第一部分延伸到该周界部段的第二部分的至少一个桥部段；以及从该至少一个桥部段延伸的弹簧元件。第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合周界部段中的对应周界部段，并且该第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合弹簧元件中的对应弹簧元件。

20、本发明还包括以下技术方案：

21、方案1.一种弹簧板组件，包括：

22、多个弹簧板，其中所述多个弹簧板中的每一个包括：

23、在第一平面中延伸的周界部段；

24、至少一个桥部段，其从所述周界部段的第一部分延伸到所述周界部段的第二部分；以及

25、多个弹簧元件，其从所述至少一个桥部段延伸；以及

26、其中，所述多个弹簧板中的第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合所述周界部段中的对应周界部段，并且所述第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合所述多个弹簧元件中的对应弹簧元件。

27、方案2.根据方案1所述的弹簧板组件，其中，所述多个弹簧元件中的每一个包括金属珠。

28、方案3.根据方案2所述的弹簧板组件，其中，所述金属珠包括圆柱形或锥形形状中的至少一种。

29、方案4.根据方案1所述的弹簧板组件，其中，所述多个弹簧元件中的每一个的远端部分限定穿过所述多个弹簧板中的一个的开口。

30、方案5.根据方案1所述的弹簧板组件，包括位于所述周界部段中的密封件，所述密封件形成围绕所述多个弹簧元件的连续环。

31、方案6.根据方案1所述的弹簧板组件，其中，所述周界部段和所述至少一个桥部段在单个平面中延伸。

32、方案7.根据方案1所述的弹簧板组件，其中，所述多个弹簧板中的每一个由单个整体材料件形成，并且包括相同的轮廓。

33、方案8.一种电解器堆，包括：

34、电解池块，其包括多个电解池，所述电解池构造成接收并转化水，以形成氢产物流；以及

35、弹簧板组件，其具有与所述电解池块相邻定位的多个弹簧板，其中所述多个弹簧板中的每一个包括：

36、在第一平面中延伸的周界部段；

37、至少一个桥部段，其从所述周界部段的第一部分延伸到所述周界部段的第二部分；以及

38、多个弹簧元件，其从所述至少一个桥部段延伸；以及

39、其中，所述多个弹簧板中的第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合所述周界部段中的对应周界部段，并且所述第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合所述多个弹簧元件中的对应弹簧元件。

40、方案9.根据方案8所述的电解器堆，其中，所述多个弹簧元件中的每一个包括金属珠。

41、方案10.根据方案9所述的电解器堆，其中，所述金属珠包括圆柱形或锥形形状中的至少一种。

42、方案11.根据方案8所述的电解器堆，其中，所述多个弹簧元件中的每一个的远端部分限定穿过所述多个弹簧板中的一个的开口。

43、方案12.根据方案8所述的电解器堆，包括位于所述周界部段中的密封件，所述密封件形成围绕所述多个弹簧元件的连续环，其中，所述密封件包括弹性体珠或金属珠中的至少一种。

44、方案13.根据方案12所述的电解器堆，包括设置在所述弹簧板组件和所述电解池块之间的压缩板，其中，所述多个弹簧板中的每一个上的所述密封件至少部分地与所述压缩板形成加压腔，当被加压时，所述加压腔施加力以压缩所述电解池块。

45、方案14.根据方案13所述的电解器堆，包括与所述压缩板相对地与所述弹簧板组件相邻设置的第一端板。

46、方案15.根据方案14所述的电解器堆，包括在与所述压缩板相对的一侧上与所述电解池块相邻设置的第二端板，其中，所述第一端板和所述第二端板被联接在一起，以约束所述电解器堆的扩展，包括约束所述弹簧板组件沿远离所述电解池块的方向的扩展。

47、方案16.根据方案15所述的电解器堆，包括至少一个张力元件，所述至少一个张力元件在所述第一端板和所述第二端板之间延伸，并且至少部分地将所述第一端板和所述第二端板联接在一起。

48、方案17.根据方案8所述的电解器堆，其中，所述周界部段和所述至少一个桥部段在共同的平面中延伸。

49、方案18.根据方案8所述的电解器堆，其中，所述多个弹簧板中的每一个由单个整体材料件形成，并且包括相同的轮廓。

50、方案19.一种操作电解系统的方法，所述方法包括：

51、将水引入到包括电解池块的电解器堆；

52、电解所述电解池块中的水，以形成氢产物流；以及

53、利用弹簧板组件压缩所述电解池块，所述弹簧板组件具有与所述电解池块相邻定位的多个弹簧板，其中所述多个弹簧板中的每一个包括：

54、在第一平面中延伸的周界部段；

55、至少一个桥部段，其从所述周界部段的第一部分延伸到所述周界部段的第二部分；以及

56、多个弹簧元件，其从所述至少一个桥部段延伸；以及

57、其中，所述多个弹簧板中的第一对相邻弹簧板被构造成当以第一构造堆叠时接合所述周界部段中的对应周界部段，并且所述第一对相邻弹簧板被构造成当以第二构造堆叠时接合所述多个弹簧元件中的对应弹簧元件。

58、方案20.根据方案19所述的方法，包括利用所述氢产物流的一部分对所述弹簧板组件加压，以对所述电解池块施加附加力。