CN105308216B - 用于电解槽的末端压力板 - Google Patents

Abstract

提供了用于电化学电池堆或电解槽模块的末端压力板。所述末端压力板包括用于维持结构板的面上的均匀压力的负载转移板，以及用于支撑从负载转移板转移的负载的背板。

Description

用于电解槽的末端压力板

技术领域

本发明涉及用于在高压下操作的电解槽堆和电解槽模块的末端压力板的设计。

背景技术

电解槽使用电力以通过电化学反应，即在与电解质接触的电极处发生的反应，使反应物化学品转变为所需产物化学品。由水和电力产生氢和氧的水电解槽是最常见类型的电解槽，其用于产生气态氢作为主要产物。最常见类型的商用水电解槽是碱性水电解槽(AWE)和聚合物电解质膜(PEM)水电解槽。

如本文所使用，术语“电池”、“电解电池”及其等同变型是指包括阴极半电池和阳极半电池的结构。

此外，而且如本文所使用，术语“电解槽电池”、“电解槽堆”、“堆”或其等同变型指代用于实际的(商业的)电解槽诸如包括多个电池的水电解槽的结构，其中该电池通常串联电连接(但是使用并联和/或串联连接的电池的设计也是已知的)，其中双极板物理上在相邻电池之间分离但在相邻电池之间提供电连通。术语“电解槽模块”指代电解槽堆和气体-液体分离空间在同一结构中的组合，所述结构通常是滤压式的。此外，本文所使用的术语“电解槽模块”指代碱性电解槽模块或PEM电解槽模块。我们先前在US8,308,917中公开了用于碱性水电解槽模块的设计，并在US 2011/0042228中公开了用于PEM水电解槽模块的设计，这两者都通过引用并入本文。

如本文所使用，术语“结构板”是指具有在相对端面之间延伸的侧壁的主体，其中具有半电池室开口，并且在电解槽模块的情况下，附加地具有至少一个脱气腔室开口，各开口延伸通过相对端面之间的结构板。通常使用一系列结构板构造电解槽堆或电解槽模块，以界定交替的阴极和阳极半电池腔室、液体流通道，并且在电解槽模块的情况下，界定至少一个脱气腔室、以及在一个或多个脱气腔室与对应的半电池腔室之间延伸的各个气体-液体流通道和各个经脱气液体流通道。结构板在相对末端压力板之间被布置成面对面并置，任选地，其中具有至少一个中间压力板沿电解槽堆或电解槽模块的长度穿插在结构板之间，以形成滤压式结构，其中结构板被堆叠在末端压力板之间的组件的内部中。结构板还将功能组件固持于其适当的空间位置和布置中，该功能组件可以包括例如阴极、阳极、分离器隔膜(separator membranes)、集电器和双极板。末端压力板提供滤压式结构的压缩并实现压力保持。

通常，电解槽模块和电解槽堆的预期操作压力介于大气压力和30巴之间，并且更典型地多达10巴，这取决于应用需求。旧式电解槽堆的设计利用钢结构板，其使能够在高压下的操作，例如30巴，但存在其它挑战，诸如非常高的重量、需要电绝缘以及腐蚀的可能。近代，“先进的”电解槽堆和电解槽模块设计利用由聚合材料制成的结构板，即使对于高输出容量单元，所述结构板也是电绝缘的、抗腐蚀的并且它们的轻量使得实现经预装配的封装样式(formats)。然而，即使是在“先进的”的设计中(即，设计方法借助板中非常低的应力来控制偏离)，通常情况下，末端压力板基本上也仍留有厚重的金属末端凸缘。这对于较小的容量单元可以是可容忍的，但对于较大的容量单元，特别是对于高压下的操作，由于末端压力板必须保持平坦而且不具有功能性的偏离，因此末端压力板变得过于厚重、极其沉重且非常昂贵。可以添加焊接组件以使末端压力板变硬并减轻偏离，但焊接组件进一步增加重量、尺寸、可制造性以及尤其是成本。在例如US 8,308,917(特征11)、US 2011/0042228(特征11)、US 5,139,635(特征12，“末端法兰”)、US 4,758,322(特征404、405，“盖子”)和US 2,075,688(特征28、29，“重的端板”)中描述了传统的厚重末端压力板。

US 2011/0024303公开了使用单个末端压力板的设计，其中使用移动压板，相对于提供经固定支撑的周围挤压结构而将该移动压板向一组电解槽板挤压，使得单个移动压板可以通过压缩部件将压缩力横向施加到经堆叠板，以压缩周围挤压结构的相对面之间的经堆叠板。该设计的缺点是(i)需要设计周围结构，用于特定数目或长度的经堆叠板；(ii)例如对于任意给定的操作压力和温度，通过压缩部件施加的压缩力的量是不确定的，并且需要检查在热和/或压力循环下施加的压缩力的量。该设计用于减轻相对薄的板的偏离的能力似乎值得怀疑，尤其是对于在较高压力下操作的具有大表面面积的电解槽。在可量测性和被动式、自调节方式方面，具有高度的固有设计鲁棒性将有利于实际操作。

因此，对于用于电解槽模块和电解槽堆(尤其是在较高压力下操作的大型电解槽模块和电解槽堆)的末端压力板来说，需要简单的、轻量的、有成本效益、自调节的和可量测的设计方法。

发明内容

用于电解槽堆和电解槽模块中的至少一者的末端压力板包括用于维持多个结构板的面上的均匀压力的负载转移板，以及用于支承从所述负载转移板转移的负载的背板，其中所述背板和所述负载转移板配置有相互啮合定位特征，用于当不存在任何通过该负载转移板的拉孔时来维持板的对准。

电解槽模块包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口和至少两个脱气腔室开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板。所述结构板在相对末端压力板之间被布置成面对面并置。每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通用以提供离子传导的膜。所述结构板和半电池部件界定顶上有至少一个脱气腔室的串联连接的电解电池的阵列。所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道。其中，所述末端压力板包括与相邻的所述结构板相接触的负载转移板以及与所述负载转移板相接触的背板，该负载转移板用于维持所述结构板的面上的均匀压力，该背板用于支撑从所述负载转移板转移的负载，其中所述背板和所述负载转移板配置有相互啮合定位特征，用于当不存在任何通过该负载转移板的拉孔时来维持板的对准。

电解槽堆包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口、至少两个集管流道开口和至少一个尾管流道开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板。所述结构板在相对末端压力板之间被布置成面对面并置。每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通用以提供离子传导的膜。所述结构板和半电池部件界定串联连接的电解池的阵列。所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道；以及，其中，所述末端压力板包括与相邻的所述结构板相接触的负载转移板以及与所述负载转移板相接触的背板，该负载转移板用于维持多个结构板的面上的均匀压力，该背板用于支撑从负载转移板转移的负载，其中所述背板和所述负载转移板配置有相互啮合定位特征，用于当不存在任何通过该负载转移板的拉孔时来维持板的对准

附图说明

下面参照附图来说明本发明的优选实施例，其中：

图1示出背板、负载转移板和导体板的布置和相对位置的末端压力板的分解图；

图2示出经装配的末端压力板的内侧朝向侧的正视图；

图3a和图3b分别示出负载转移板的实施例的外侧朝向面和内侧朝向面的正视图；

图4a和图4b分别示出背板的实施例的外侧朝向面和内部朝向面的正视图；

图5a和图5b分别示出负载转移板的另一实施例的外侧朝向面和内侧朝向面的正视图；

图6a和图6b分别示出背板的另一实施例的外侧朝向面和内侧朝向面的正视图；

图7示出背板、负载转移板和导体板以及用于附接电缆的接线片的布置和相对位置的末端压力板的侧截面；

图8是末端压力板的外部部分的侧视剖面图，其示出围绕负载转移板的外围在背板和负载转移板之间的预压缩间隙；

图9是根据本发明的的碱性电解槽模块的约一半的分解图；

图10是根据本发明的PEM电解槽模块的约一半的分解图；

图11a和图11b分别示出根据本发明的用于电解槽模块的阴极和阳极结构板的实施例的正面的正视图。

具体实施方式

在本发明中，如图1和图2所示，用于电解槽堆或电解槽模块的末端压力板100包括用于维持经堆叠结构板的面上的均匀压力的负载转移板1，以及用于支撑从负载转移板转移的负载的背板2。可选的导体板3提供与电解槽堆或电解槽模块的电化学电池部分的电连通。末端压力板用于电解槽堆或电解槽模块的任一末端处，以便连同拉杆压缩系统提供压缩和压力保持。该功能度的关键方面在于当对电解槽堆或电解槽模块的内侧加压时，末端压力板的平坦度。在前的方法使用了非常厚重的末端压力板和/或焊接组件，以防止在末端压力板的中心处的偏离。本发明控制偏离，但维持相对轻的重量且更好地优化材料的使用。

图3a与图3b以及图4a与图4b中示出优选实施例。图3a和图3b分别示出负载转移板1的内侧朝向面(即朝向内侧的面)和外侧朝向面(即朝向外侧的面)。负载转移板1的外侧朝向面(图3a)包括浅圆顶表面4，该浅圆顶表面4朝向与该圆顶表面4相对的背板2的内侧朝向面，并与背板2的该内侧朝向面相接触。负载转移板的(相对的)内侧朝向面(图3b)是平坦的并且与电解槽堆或电解槽模块中相邻的多个经堆叠结构板的相对面接触。图4a和图4b分别示出背板2的内侧朝向面和外侧朝向面。如图3a所示，可用以下技术特征来截断圆顶表面4：稳定和可预测组件的平坦部分5、在圆顶表面的平坦部分5与负载转移板1的相同面的周围平坦部分之间的窄带6。当电解槽电池堆或电解槽模块的内部压力增大时，在两个末端压力板100的每一个中，加载负载转移板1，并通过负载转移板的圆顶面将负载转移到背板。随着负载增大，背板2弯曲(bend)并且板之间的接触面积扩大，直到在最大负载下，背板的经并置面与负载转移板的相对浅圆顶面一致。因此，背板在压力负载下弯曲，但负载转移板保持平坦并维持电解槽堆或电解槽模块的多个经堆叠结构板的末端部件的经并置面上的连续支撑。电解槽堆或电解槽模块组件通过拉杆压缩系统压缩并结合在一起，其中拉杆通过背板2(图4)中的通孔7。

图5a与图5b以及图6a与图6b中示出另一优选实施例。在该实施例中，负载转移板1的两侧都是平坦的(图5a和图5b)。背板2的内侧朝向面(图6a)包括浅圆顶表面4，所述浅圆顶表面4朝向负载转移板的相对外侧朝向面(图5a)并与负载转移板的相对外侧朝向面接触。背板2的外侧朝向面(图6b)是平坦的。如图6a所示，可用以下技术特征来截断圆顶表面4：稳定和可预测组件的平坦部分5、在圆顶表面的平坦部分5和背板2的相同面的周围平坦部分之间的窄带6。当电解槽电池堆或电解槽模块的内部压力增大时，在两个末端压力板100的每一个中，加载负载转移板1，并通过背板2的圆顶面4将负载转移到背板2。随着负载增大时，背板2弯曲并且板之间的接触面积扩大，直到在最大负载下，背板2的经并置面变得平坦且与负载转移板1的相对面一致。因此，背板2在压力负载下弯曲，但负载转移板1保持平坦并维持电解槽堆或电解槽模块的多个经堆叠结构板的末端部件的经并置面上的连续支撑。电解槽堆或电解槽模块组件通过拉杆压缩系统压缩并结合在一起，其中拉杆通过背板2(图6)中的通孔7。

也可考虑末端压力板100的其它实施例，例如，负载转移板1和背板2的相对面可均包括圆顶表面。负载转移板1可以包括在图3a和图3b中示出的实施例，并且背板可以包括在图6a和图6b中示出的实施例。可以用以下来截断圆顶表面4中的每一个：稳定和可预测的组件的平坦部分5、在平坦部分5和负载转移板1或背板2的周围表面之间的窄带6。背板2的内侧朝向面的和负载转移板1的外侧朝向面的各个圆顶表面4的平坦部分5将面对面地相对。

末端压力板100可以由金属、电镀金属或涂覆金属制成，例如钢、不锈钢、镀镍钢、镀镍不锈钢、镍及镍合金中的一种或多种。术语“金属”应被理解为包括金属和金属合金。负载转移板和背板最优选地由钢制成，并且可选的导体板最优选地由镀镍钢制成。

末端压力板100还向电解槽堆或电解槽模块的电池部分传导电流。如图7所示，外部电连接通过背板2中的接线片8接通。背板2与负载转移板1电连通。背板2的部分可以继而与电化学组或电解槽模块的电池部分直接电连通。可选地，如图1、图2和图7所示，背板2可以通过并置面与经适当涂覆的或电镀的导体板3电连通，其中导体板3的相对面(opposite)与电解槽堆或电解槽模块的电池部分电连通。

负载转移板的圆顶面可以围绕负载转移板1的外围、在负载转移板1和背板2之间产生间隙9，如图8所示。通过预压缩电解槽堆或电解槽模块收紧一些间隙，但通常在预压缩后留有一些间隙，以适应升高的操作温度下的热膨胀。在一些情况下，例如，在“短”电解槽模块的情况下，即，具有相对少的电池和较少的要适应的总热膨胀，可以不需要间隙。

根据本发明的一方面的碱性电解槽模块大体地在图9中以200示出。图9仅出于说明的目示出具有4个电池的碱性电解槽模块的约一半；电解槽模块的另一半将是镜像(在特征12的两侧中的任一侧上，在这种情况下特征12表示电解槽模块的中点)。实际上，通常将并入更大数目的电池和经堆叠部分。碱性电解槽模块200包括结构板10、末端压力板100、阳极13、阴极14、膜15、载流体16、双极板17，以及可选地，包括沿电解槽模块的长度穿插在结构板之间的一个或多个中间压力板12。存在两种主要类型的结构板10：阴极结构板10a和阳极结构板10b。此外，特殊结构板10c和10d分别可选地用在一个或多个可选的中间压力板12的两侧中的任一侧上以及可选地用在任一个末端压力板100处，例如，以容纳冷却导管(例如，冷却管或冷却盘管)。

因此，碱性电解槽模块200包括多个电解电池18和经关联脱气腔室19。电解电池18优选位于电解槽模块200的底部，以及经关联脱气腔室19优选位于电解槽模块200的顶部、覆盖在电解电池18的顶上。电解电池包括由两个相邻结构板界定的阴极半电池腔室20a和阳极半电池腔室20b，以及阴极14、阳极13、膜15和集电器16。每半电池腔室20a和/或半电池腔室20b可以使用多于一个集电器16。双极板17在物理上分离，并且在相邻电池之间提供电连通。膜15与每个电极连通，用于提供离子传导。可选的中间压力板12可选地包括经适当涂覆或电镀的导电区域或分离部分49，以促进电流流过中间压力板的对应于有效电池面积的部分。中间压力板12可以由金属、电镀金属或涂覆金属制成，例如但不限于钢、不锈钢、电镀或涂覆钢、电镀或涂覆不锈钢、镍及镍合金中的一种或多种。术语“金属”应被理解为包括金属和金属合金。

如图9所示，每个阴极半电池腔室20a通过气体-液体流通道21a和经脱气液体流通道22a与氢脱气腔室19a直接流体连通。类似地，每个阳极半电池室20b通过气体-液体流通道21b和经脱气液体流通道22b与氧脱气腔室19b直接流体连通。经分离氢气通过氢气排出通道25排出，该氢气排出通道25径向延伸通过氢脱气腔室；经分离氧气通过经分离氧气排出通道26排出，该经分离氧气排出通道26径向延伸通过氧脱气腔室。气体排出通道25和26通常包含在可选的中间压力板12中，或者包含在末端压力板100中的一个或两者中。在前一种情况下，通孔27a和27b分别允许在气体排出通道25及26与脱气腔室19a及19b之间的气体连通。通过给水通道(未示出)将给水引入到氢脱气腔室19a和氧脱气腔室19b中的一个或两者，该给水通道也通常位于可选的中间压力板12中或位于末端压力板100中的一个或两者中。最常见地通过到末端压力板100的正电连接和负电连接、以及可选地借助到电解槽模块200的中点处的可选的中间压力板12的非电流承载电接地连接，由例如DC电源向电解槽模块200的电池部分供应电流。

根据本发明的一方面的PEM电解槽模块概括地在图10中以300示出。图10仅出于说明的目的示出具有4个电池的PEM电解槽模块的约一半；电解槽模块的另一半将是镜像(在特征12的两侧中的任一侧上，在这种情况下特征12表示电解槽模块的中点)。实际上，通常将并入更大数目的电池和经堆叠部分。PEM电解槽模块300包括结构板10、末端压力板100、膜-电极组件(MEA)33，可选的电极背层33a和33b、载流体34、双极板35，以及可选地，一个或多个中间压力板12。典型的MEA包括膜和涂覆在该膜的相对面上的电极；阴极涂覆在膜的一面上，并且阳极涂覆在膜的相反的面上。因此，该膜与两个电极中的每一个连通，用于提供离子传导。在一些实施例中，还可将电极背层33a和33b并入MEA 33中。在图10所示的实施例中，存在两种主要类型的结构板10：阴极结构板10a和阳极结构板10b。此外，可选地，特殊结构板10c和10d可以分别邻近地位于可选的中间压力板12和末端压力板100，例如，以容纳冷却导管(例如，冷却管或冷却盘管)。适当的密封件(例如，O形环垫圈，未示出)也被理解为包括在内。

因此，PEM电解槽模块300包括多个电解电池和经关联氢脱气腔室19a以及经关联氧脱气腔室19b。PEM电解电池38优选位于电解槽模块300的底部，并且经关联脱气腔室19a和19b优选位于电解槽模块300的顶部、居于PEM电解电池38之上。电解电池包括由两个相邻结构板限定的阴极半电池腔室38a和阳极半电池腔室38b，以及MEA33、电极背层33a和33b和集电器34。双极板35在物理上分离，并且在相邻电池之间提供电连通。可选的中间压力板12可选地包括经适当涂覆或电镀的导电区域或分离部分49，以促进电流流过中间压力板的对应于有效电池面积的部分。可选的中间压力板12可以由金属、电镀金属或涂覆金属制成，例如但不限于钢、不锈钢、电镀或涂覆的钢、以及电镀或涂覆的不锈钢中的一种或多种。术语“金属”应被理解为包括金属和金属合金。

如图10所示，每个阴极半电池腔室20a通过气体-液体流通道21a和经脱气液体流通道22a与氢脱气腔室19a直接流体连通。类似地，每个阳极半电池腔室20b通过气体-液体流通道21b和经脱气液体流通道22b、与氧脱气腔室19b直接流体连通。经分离氢气通过氢气排出通道25排出，该氢气排出通道25径向延伸通过氢脱气腔室；经分离氧气通过经分离氧气排出通道26排出，该经分离氧气排出通道26径向延伸通过氧脱气腔室。气体排出通道25和26通常包含在可选的中间压力板12中，或者包含在末端压力板100中的一个或两者中。在前一种情况下，通孔27a和27b分别允许在气体排出通道25及26与脱气腔室19a及19b之间的气体连通。通过给水通道(未示出)将给水引入到氢脱气腔室19a和氧脱气腔室19b中的一个或两者，该给水通道也通常位于可选的中间压力板12中或位于末端压力板100中的一个或两者中。最常见地通过到末端压力板100的正电连接和负电连接，以及可选地借助到电解槽模块300的中点处的可选地中间压力板12的非电流承载电接地连接，由例如DC电源向电解槽模块300的电池部分供应电流。

图11a和图11b中分别示出根据本发明的一方面的用于电解槽模块的阴极结构板和阳极结构板。图11a示出优选实施例，其中阴极结构板10a界定一个半电池腔室开口20a以及两个脱气腔室开口19a和19b；应理解，每个结构板可以界定一个以上的每一类型的开口。结构板至少当面对面并置时，界定用于电解槽模块内部的流体流动的通道。阴极结构板10a界定一个或多个气体-液体流通道21a，该气体-液体流通道21a提供半电池腔室开口20a的顶部、与脱气腔室开口19a和19b中的一个之间的直接流体连通。阴极结构板10a进一步界定一个或多个经脱气液体流通道22a，该一个或多个经脱气液体流通道22a提供半电池腔室开口20a的底部、与脱气腔室开口19a和19b中的一个之间的直接流体连通。气体-液体流通道21成为靠近半电池腔室开口20的顶部的内部通道(狭槽形通孔)；类似地，经脱气液体流通道22成为靠近半电池腔室开口20的底部的内部通道(狭槽形通孔)。阴极结构板10a至少当与另一个结构板、末端压力板或中间压力板面对面并置时，还包括用于放置和固持密封件(例如，O形环垫圈)的固持特征(未示出)。结构板由适当的电绝缘塑料或纤维增强塑料制成。适当的塑料的示例包括聚甲醛(POM)、聚丙烯、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)等等，并且特别地，聚砜。在图11a和图11b中示出的结构板10a和10b分别对应于图9和图10中的阴极(氢)结构板10a和阳极结构板10b。

实例1通过有限元分析(FEA)对根据本发明的利用末端压力板的电解槽模块的行为建模。图1至图4中示出总体的末端压力板配置。负载转移板和背板由碳素钢制成。10巴内部压力下的建模显示出负载转移板保持平坦，其中跨越负载转移板的径向截面的位移从中心到外侧外围仅变化最大0.008英寸的变化。

预期本发明的电化学组或电解槽模块可用于大规模应用。

虽然以上实施例聚焦于电解槽模块，但相同的原理可以应用于电解槽电池堆。例如，电解槽堆包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口、至少两个集管流道开口和至少一个尾管流道开口，各开口延伸通过它的相对端面之间的每个结构板。结构板在相对末端压力板之间以面对面并置方式布置。每个半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，该电解半电池部件至少包括电极、与该电极电连通的双极板以及与该电极连通以提供离子传导的膜。结构板和半电池部件因此界定串联连接的电解电池的阵列。结构板至少当面对面并置时，还界定用于电解槽堆内部的流体流动的通道。末端压力板包括用于维持电解槽堆的内部部件的面上的均匀压力的负载转移板以及用于支撑从负载转移板转移的负载的背板。

虽然已给出本发明的设备与工艺的优选实施例和示例的前述描述，以说明本发明的原理，但是本发明非被限制于所示出的特定实施例。希望本发明的范围由涵盖在权利要求书内的所有实施例和/或它们的等同物来限定。

Claims (10)

1.一种末端压力板，用于电解槽堆和电解槽模块中的至少一个，所述末端压力板包括用于维持多个结构板的面上的均匀压力的负载转移板，以及用于支撑从所述负载转移板转移的负载的背板，

其中所述负载转移板是平坦的，并且所述负载转移板的一个面与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

其中所述负载转移板的相反的面包括与所述背板的相对面直接接触的浅圆顶表面。

2.一种末端压力板，用于电解槽堆和电解槽模块中的至少一个，所述末端压力板包括用于维持多个结构板的面上的均匀压力的负载转移板，以及用于支撑从所述负载转移板转移的负载的背板，其中，

所述负载转移板的两个面均是平坦的，并且所述负载转移板的所述面中的一个与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

其中所述背板的内部相对面包括与所述负载转移板的相反面相接触的凸形的圆顶表面。

3.一种电解槽模块，该电解槽模块包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口和至少两个脱气腔室开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板；

所述结构板在相对的末端压力板之间被布置成面对面并置，

每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通以提供离子传导的膜，所述结构板和半电池部件界定顶上有至少一个脱气腔室的、串联连接的电解电池阵列；

所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道；

其中所述末端压力板包括负载转移板和背板，所述负载转移板与相邻的所述结构板接触以用于维持所述结构板的面上的均匀压力，并且所述背板与所述负载转移板接触以用于支撑从所述负载转移板转移的负载，

所述负载转移板是平坦的，并且所述负载转移板的一个面与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

所述负载转移板的相反的面包括与所述背板的相对面直接接触的浅圆顶表面。

4.根据权利要求3所述的电解槽模块，其中所述电解槽模块包括碱性水电解槽模块和PEM水电解槽模块中的至少一个。

5.一种电解槽模块，该电解槽模块包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口和至少两个脱气腔室开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板；

所述结构板在相对的末端压力板之间被布置成面对面并置，

每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通以提供离子传导的膜，所述结构板和半电池部件界定顶上有至少一个脱气腔室的、串联连接的电解电池阵列；

所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道；

其中所述末端压力板包括负载转移板和背板，所述负载转移板与相邻的所述结构板接触以用于维持所述结构板的面上的均匀压力，并且所述背板与所述负载转移板接触以用于支撑从所述负载转移板转移的负载，

其中所述负载转移板的相对面是平坦的，并且所述负载转移板的所述相对面中的一个与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

其中所述背板的内部相对面包括与所述负载转移板的相反面中的另一个相接触的凸形的圆顶表面。

6.根据权利要求5所述的电解槽模块，其中所述电解槽模块包括碱性水电解槽模块和PEM水电解槽模块中的至少一个。

7.一种电解槽堆，该电解槽堆包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口、至少两个集管流道开口和至少一个尾管流道开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板；

所述结构板在相对末端压力板之间被布置成面对面并置；

每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通以提供离子传导的膜，所述结构板和半电池部件界定串联连接的电解电池的阵列；

所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道；以及

其中所述末端压力板包括负载转移板和背板，所述负载转移板与相邻的所述结构板接触以用于维持所述结构板的面上的均匀压力，并且所述背板与所述负载转移板接触以用于支撑从所述负载转移板转移的负载，

其中所述负载转移板是平坦的，并且所述负载转移板的一个面与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

其中所述负载转移板的相反的面包括与所述背板的相对面直接接触的浅圆顶表面。

8.根据权利要求7所述的电解槽堆，其中所述电解槽堆包括碱性水电解槽堆和PEM水电解槽堆中的至少一个。

9.一种电解槽堆，该电解槽堆包括多个结构板，其中的每个都具有在相对端面之间延伸的侧壁，其中具有半电池腔室开口、至少两个集管流道开口和至少一个尾管流道开口，各开口延伸通过所述相对端面之间的所述结构板；

所述结构板在相对末端压力板之间被布置成面对面并置；

每个所述半电池腔室开口至少部分地容纳电解半电池部件，所述电解半电池部件至少包括电极、与所述电极电连通的双极板以及与所述电极连通以提供离子传导的膜，所述结构板和半电池部件界定串联连接的电解电池的阵列；

所述结构板至少当面对面并置时，界定用于所述电解槽模块内部的流体流动的通道；以及

其中所述末端压力板包括负载转移板和背板，所述负载转移板与相邻的所述结构板接触以用于维持所述结构板的面上的均匀压力，并且所述背板与所述负载转移板接触以用于支撑从所述负载转移板转移的负载，

其中所述负载转移板的相对面是平坦的，并且所述负载转移板的所述相对面中的一个与相邻的所述多个结构板的相对面接触；以及

其中所述背板的内部相对面包括与所述负载转移板的相反面中的另一个相接触的凸形的圆顶表面。

10.根据权利要求9所述的电解槽堆，其中所述电解槽堆包括碱性水电解槽堆和PEM水电解槽堆中的至少一个。