負(fù)載轉(zhuǎn)移板的(相對(duì)的)內(nèi)側(cè)朝向面(圖3b)是平坦的并且與電解槽堆或電解槽模塊中相鄰的多個(gè)經(jīng)堆疊結(jié)構(gòu)板的相對(duì)面接觸。圖4a和圖4b分別示出背板2的內(nèi)側(cè)朝向面和外側(cè)朝向面。如圖3a所示，可用以下技術(shù)特征來截?cái)喙靶伪砻?:穩(wěn)定和可預(yù)測(cè)組件的平坦部分5、在拱形表面的平坦部分5與負(fù)載轉(zhuǎn)移板1的相同面的周圍平坦部分之間的窄帶6。當(dāng)電解槽電池堆或電解槽模塊的內(nèi)部壓力增大時(shí)，在兩個(gè)末端壓力板100的每一個(gè)中，加載負(fù)載轉(zhuǎn)移板1，并通過負(fù)載轉(zhuǎn)移板的拱形面將負(fù)載轉(zhuǎn)移到背板。隨著負(fù)載增大，背板2彎曲(bend)并且板之間的接觸面積擴(kuò)大，直到在最大負(fù)載下，背板的經(jīng)并置面與負(fù)載轉(zhuǎn)移板的相對(duì)淺拱形面一致。因此，背板在壓力負(fù)載下彎曲，但負(fù)載轉(zhuǎn)移板保持平坦并維持電解槽堆或電解槽模塊的多個(gè)經(jīng)堆疊結(jié)構(gòu)板的末端部件的經(jīng)并置面上的連續(xù)支撐。電解槽堆或電解槽模塊組件通過拉桿壓縮系統(tǒng)壓縮并結(jié)合在一起，其中拉桿通過背板2 (圖4)中的通孔7。
[0026]圖5a與圖5b以及圖6a與圖6b中示出另一優(yōu)選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，負(fù)載轉(zhuǎn)移板1的兩側(cè)都是平坦的(圖5a和圖5b)。背板2的內(nèi)側(cè)朝向面(圖6a)包括淺拱形表面4，所述淺拱形表面4朝向負(fù)載轉(zhuǎn)移板的相對(duì)外側(cè)朝向面(圖5a)并與負(fù)載轉(zhuǎn)移板的相對(duì)外側(cè)朝向面接觸。背板2的外側(cè)朝向面(圖6b)是平坦的。如圖6a所示，可用以下技術(shù)特征來截?cái)喙靶伪砻?:穩(wěn)定和可預(yù)測(cè)組件的平坦部分5、在拱形表面的平坦部分5和背板2的相同面的周圍平坦部分之間的窄帶6。當(dāng)電解槽電池堆或電解槽模塊的內(nèi)部壓力增大時(shí)，在兩個(gè)末端壓力板100的每一個(gè)中，加載負(fù)載轉(zhuǎn)移板1，并通過背板2的拱形面4將負(fù)載轉(zhuǎn)移到背板2。隨著負(fù)載增大時(shí)，背板2彎曲并且板之間的接觸面積擴(kuò)大，直到在最大負(fù)載下，背板2的經(jīng)并置面變得平坦且與負(fù)載轉(zhuǎn)移板1的相對(duì)面一致。因此，背板2在壓力負(fù)載下彎曲，但負(fù)載轉(zhuǎn)移板1保持平坦并維持電解槽堆或電解槽模塊的多個(gè)經(jīng)堆疊結(jié)構(gòu)板的末端部件的經(jīng)并置面上的連續(xù)支撐。電解槽堆或電解槽模塊組件通過拉桿壓縮系統(tǒng)壓縮并結(jié)合在一起，其中拉桿通過背板2(圖6)中的通孔7。
[0027]也可考慮末端壓力板100的其它實(shí)施例，例如，負(fù)載轉(zhuǎn)移板1和背板2的相對(duì)面可均包括拱形表面。負(fù)載轉(zhuǎn)移板1可以包括在圖3a和圖3b中示出的實(shí)施例，并且背板可以包括在圖6a和圖6b中示出的實(shí)施例?？梢杂靡韵聛斫?cái)喙靶伪砻?中的每一個(gè):穩(wěn)定和可預(yù)測(cè)的組件的平坦部分5、在平坦部分5和負(fù)載轉(zhuǎn)移板1或背板2的周圍表面之間的窄帶6。背板2的內(nèi)側(cè)朝向面的和負(fù)載轉(zhuǎn)移板1的外側(cè)朝向面的各個(gè)拱形表面4的平坦部分5將面對(duì)面地相對(duì)。
[0028]末端壓力板100可以由金屬、電鍍金屬或涂覆金屬制成，例如鋼、不銹鋼、鍍鎳鋼、鍍鎳不銹鋼、鎳及鎳合金中的一種或多種。術(shù)語“金屬”應(yīng)被理解為包括金屬和金屬合金。負(fù)載轉(zhuǎn)移板和背板最優(yōu)選地由鋼制成，并且可選的導(dǎo)體板最優(yōu)選地由鍍鎳鋼制成。
[0029]末端壓力板100還向電解槽堆或電解槽模塊的電池部分傳導(dǎo)電流。如圖7所示，外部電連接通過背板2中的接線片8接通。背板2與負(fù)載轉(zhuǎn)移板1電連通。背板2的部分可以繼而與電化學(xué)組或電解槽模塊的電池部分直接電連通?？蛇x地，如圖1、圖2和圖7所示，背板2可以通過并置面與經(jīng)適當(dāng)涂覆的或電鍍的導(dǎo)體板3電連通，其中導(dǎo)體板3的相對(duì)面(opposite)與電解槽堆或電解槽模塊的電池部分電連通。
[0030]負(fù)載轉(zhuǎn)移板的拱形面可以圍繞負(fù)載轉(zhuǎn)移板1的外圍、在負(fù)載轉(zhuǎn)移板1和背板2之間產(chǎn)生間隙9，如圖8所示。通過預(yù)壓縮電解槽堆或電解槽模塊收緊一些間隙，但通常在預(yù)壓縮后留有一些間隙，以適應(yīng)升高的操作溫度下的熱膨脹。在一些情況下，例如，在“短”電解槽模塊的情況下，即，具有相對(duì)少的電池和較少的要適應(yīng)的總熱膨脹，可以不需要間隙。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一方面的堿性電解槽模塊大體地在圖9中以200示出。圖9僅出于說明的目示出具有4個(gè)電池的堿性電解槽模塊的約一半；電解槽模塊的另一半將是鏡像(在特征12的兩側(cè)中的任一側(cè)上，在這種情況下特征12表示電解槽模塊的中點(diǎn))。實(shí)際上，通常將并入更大數(shù)目的電池和經(jīng)堆疊部分。堿性電解槽模塊200包括結(jié)構(gòu)板10、末端壓力板100、陽極13、陰極14、膜15、載流體16、雙極板17，以及可選地，包括沿電解槽模塊的長度穿插在結(jié)構(gòu)板之間的一個(gè)或多個(gè)中間壓力板12。存在兩種主要類型的結(jié)構(gòu)板10:陰極結(jié)構(gòu)板10a和陽極結(jié)構(gòu)板10b。此外，特殊結(jié)構(gòu)板10c和10d分別可選地用在一個(gè)或多個(gè)可選的中間壓力板12的兩側(cè)中的任一側(cè)上以及可選地用在任一個(gè)末端壓力板100處，例如，以容納冷卻導(dǎo)管(例如，冷卻管或冷卻盤管)。
[0032]因此，堿性電解槽模塊200包括多個(gè)電解電池18和經(jīng)關(guān)聯(lián)脫氣腔室19。電解電池18優(yōu)選位于電解槽模塊200的底部，以及經(jīng)關(guān)聯(lián)脫氣腔室19優(yōu)選位于電解槽模塊200的頂部、覆蓋在電解電池18的頂上。電解電池包括由兩個(gè)相鄰結(jié)構(gòu)板界定的陰極半電池腔室20a和陽極半電池腔室20b，以及陰極14、陽極13、膜15和集電器16。每半電池腔室20a和/或半電池腔室20b可以使用多于一個(gè)集電器16。雙極板17在物理上分離，并且在相鄰電池之間提供電連通。膜15與每個(gè)電極連通，用于提供離子傳導(dǎo)?？蛇x的中間壓力板12可選地包括經(jīng)適當(dāng)涂覆或電鍍的導(dǎo)電區(qū)域或分離部分49，以促進(jìn)電流流過中間壓力板的對(duì)應(yīng)于有效電池面積的部分。中間壓力板12可以由金屬、電鍍金屬或涂覆金屬制成，例如但不限于鋼、不銹鋼、電鍍或涂覆鋼、電鍍或涂覆不銹鋼、鎳及鎳合金中的一種或多種。術(shù)語“金屬”應(yīng)被理解為包括金屬和金屬合金。
[0033]如圖9所示，每個(gè)陰極半電池腔室20a通過氣體_液體流通道21a和經(jīng)脫氣液體流通道22a與氫脫氣腔室19a直接流體連通。類似地，每個(gè)陽極半電池室20b通過氣體-液體流通道21b和經(jīng)脫氣液體流通道22b與氧脫氣腔室19b直接流體連通。經(jīng)分離氫氣通過氫氣排出通道25排出，該氫氣排出通道25徑向延伸通過氫脫氣腔室；經(jīng)分離氧氣通過經(jīng)分離氧氣排出通道26排出，該經(jīng)分離氧氣排出通道26徑向延伸通過氧脫氣腔室。氣體排出通道25和26通常包含在可選的中間壓力板12中，或者包含在末端壓力板100中的一個(gè)或兩者中。在前一種情況下，通孔27a和27b分別允許在氣體排出通道25及26與脫氣腔室19a及19b之間的氣體連通。通過給水通道(未示出)將給水引入到氫脫氣腔室19a和氧脫氣腔室1%中的一個(gè)或兩者，該給水通道也通常位于可選的中間壓力板12中或位于末端壓力板100中的一個(gè)或兩者中。最常見地通過到末端壓力板100的正電連接和負(fù)電連接、以及可選地借助到電解槽模塊200的中點(diǎn)處的可選的中間壓力板12的非電流承載電接地連接，由例如DC電源向電解槽模塊200的電池部分供應(yīng)電流。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一方面的PEM電解槽模塊概括地在圖10中以300示出。圖10僅出于說明的目的示出具有4個(gè)電池的PEM電解槽模塊的約一半；電解槽模塊的另一半將是鏡像(在特征12的兩側(cè)中的任一側(cè)上，在這種情況下特征12表示電解槽模塊的中點(diǎn))。實(shí)際上，通常將并入更大數(shù)目的電池和經(jīng)堆疊部分。PEM電解槽模塊300包括結(jié)構(gòu)板10、末端壓力板100、膜-電極組件(MEA) 33，可選的電極背層33a和33b、載流體34、雙極板35，以及可選地，一個(gè)或多個(gè)中間壓力板12。典型的MEA包括膜和涂覆在該膜的相對(duì)面上的電極；陰極涂覆在膜的一面上，并且陽極涂覆在膜的相反的面上。因此，該膜與兩個(gè)電極中的每一個(gè)連通，用于提供離子傳導(dǎo)。在一些實(shí)施例中，還可將電極背層33a和33b并入MEA 33中。在圖10所示的實(shí)施例中，存在兩種主要類型的結(jié)構(gòu)板10:陰極結(jié)構(gòu)板10a和陽極結(jié)構(gòu)板10b。此外，可選地，特殊結(jié)構(gòu)板10c和10d可以分別鄰近地位于可選的中間壓力板12和末端壓力板100，例如，以容納冷卻導(dǎo)管(例如，冷卻管或冷卻盤管)。適當(dāng)?shù)拿芊饧?例如，0形環(huán)墊圈，未示出)也被理解為包括在內(nèi)。
[0035]因此，PEM電解槽模塊300包括多個(gè)電解電池和經(jīng)關(guān)聯(lián)氫脫氣腔室19a以及經(jīng)關(guān)聯(lián)氧脫氣腔室19b。PEM電解電池38優(yōu)選位于電解槽模塊300的底部，并且經(jīng)關(guān)聯(lián)脫氣腔室19a和19b優(yōu)選位于電解槽模塊300的頂部、居于PEM電解電池38之上。電解電池包括由兩個(gè)相鄰結(jié)構(gòu)板限定的陰極半電池腔室38a和陽極半電池腔室38b，以及MEA33、電極背層33a和33b和集電器34。雙極板35在物理上分離，并且在相鄰電池之間提供電連通?？蛇x的中間壓力板12可選地包括經(jīng)適當(dāng)涂覆或電鍍的導(dǎo)電區(qū)域或分離部分49，以促進(jìn)電流流過中間壓力板的對(duì)應(yīng)于有效電池面積的部分。可選的中間壓力板12可以由金屬、電鍍金屬或涂覆金屬制成，例如但不限于鋼、不銹鋼、電鍍或涂覆的鋼、以及電鍍或涂覆的不銹鋼中的一種或多種。術(shù)語“金屬”應(yīng)被理解為包括金屬和金屬合金。
[0036]如圖10所示，每個(gè)陰極半電池腔室20a通過氣體-液體