一种二氧化碳气相电解还原装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种二氧化碳气相电解还原装置，包括：阳极机构，包括依次相贴合的阳极流道板、阳极集流体和阳极气体扩散电极；阴极机构，包括依次相贴合的阴极流道板、阴极集流体和阴极气体扩散电极；隔膜。本申请的电解还原装置，相比传统的H型电解池的三电极体系结构，结构简单，操作方便；还包括第一垫片和第二垫片，第一垫片和第二垫片的材料均为聚四氟乙烯，采用聚四氟乙烯材料不仅可防止电解装置短路，同时可起到提高电解装置密封性的作用；还包括第一柱体和第二柱体，通过设置第一柱体可使使阳极集流体与阳极气体扩散电极紧密贴合，通过设置第二柱体可使阴极集流体与阴极气体扩散电极紧密贴合。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳气相电解还原装置
本技术涉及电解还原装置
，尤其涉及一种二氧化碳气相电解还原装置。
技术介绍
在加快清洁能源开发利用的同时，水电、风电、光伏发电出现送出难、消纳难问题，尤其在我国西北部地区弃风弃光现象严重。2019年全年弃水电量约691亿千瓦时，弃风电量277亿千瓦时，弃光电量54.9亿千瓦时，“三弃”电量共约1023亿千瓦时，超过同期三峡电站的发电量。电化学还原二氧化碳技术作为一种应对能源系统变化挑战的方法，可以解决可再生能源供需不匹配的问题，将过剩的电能转化为具有高附加值的化学品储存，同时减少二氧化碳排放，缓解环境压力。早期研究多在H型电解池中进行，但是这与二氧化碳电化学还原技术的实际工业应用方式差别较大，实验室通常采用H型电解池主体由阴极室和阳极室两部分构成，由质子交换膜分离两者并传导质子，其阴极室内置有工作电极与参比电极，与阳极室内的对电极构成CO2电还原的三电极体系，显然三电极体系的电解池结构复杂。因此，如何改善上述缺陷，成为本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种二氧化碳气相电解还原装置，以解决现有技术中存在的技术缺陷。第一方面，本技术提供了一种二氧化碳气相电解还原装置，包括：阳极机构，包括依次相贴合的阳极流道板、阳极集流体和阳极气体扩散电极，所述阳极流道板上开设有电解液入口，所述阳极流道板靠近阳极集流体一侧面设有阳极腔室，所述电解液入口与所述阳极腔室连通，所述阳极集流体上对应阳极腔室处开设有多个第一穿孔，所述阳极气体扩散电极贴合于阳极集流体的第一穿孔处；阴极机构，包括依次相贴合的阴极流道板、阴极集流体和阴极气体扩散电极，所述阴极流道板设有气体入口，所述阴极流道板靠近阴极集流体一侧面开设有阴极腔室，所述气体入口与所述阴极腔室连通，所述阴极集流体上对应阴极腔室处开设有多个第二穿孔，所述阴极气体扩散电极贴合于阴极集流体的第二穿孔处；隔膜，位于阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极之间。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，还包括第一垫片，其分别位于所述阳极流道板和所述阳极集流体之间以及所述阳极集流体和所述阳极气体扩散电极之间，所述第一垫片上对应阳极腔室处开设有第一通孔。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，还包括第二垫片，其分别位于所述阴极流道板和所述阴极集流体之间以及所述阴极集流体和所述阴极气体扩散电极之间，所述第二垫片上对应阴极腔室处开设有第二通孔。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述阳极腔室内还设有多个第一柱体，所述第一柱体一端伸出阳极腔室外并抵触于所述阳极集流体上。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述阴极腔室内还设有多个第二柱体，所述第二柱体一端伸出阴极腔室外并抵触于所述阴极集流体上。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述阳极流道板上开设有电解液出口，所述电解液出口连通所述阳极腔室。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述阴极流道板上开设有气体出口，所述气体出口连通所述阴极腔室。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述阳极流道板、所述阳极集流体、所述第一垫片、所述阴极流道板、所述阴极集流体、所述第二垫片上对应位置均设有螺纹孔，一螺栓螺接所述螺纹孔。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述隔膜为聚合物电解质膜。可选的，所述的二氧化碳气相电解还原装置，所述螺栓、第一垫片和第二垫片的材料均为聚四氟乙烯。本技术的一种二氧化碳气相电解还原装置相对于现有技术具有以下有益效果：(1)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，包括阳极机构和阴极机构，相比传统的H型电解池的三电极体系结构，结构简单，操作方便；(2)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，包括第一垫片和第二垫片，第一垫片和第二垫片的材料均为聚四氟乙烯，采用聚四氟乙烯材料不仅可防止电解装置短路，同时可起到提高电解装置密封性的作用；(3)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，包括第一柱体，通过设置第一柱体可使使阳极集流体与阳极气体扩散电极紧密贴合；(4)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，还包括第二柱体，通过设置第二柱体可使阴极集流体与阴极气体扩散电极紧密贴合；(5)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，在阳极流道板、阳极集流体、第一垫片、阴极流道板、阴极集流体、第二垫片上对应位置均设有螺纹孔，然后通过螺栓螺接螺纹孔从而使得电解还原装置的各部件均螺接在一起便于安装和拆卸；(6)本申请的二氧化碳气相电解还原装置，二氧化碳转化为一氧化碳的电流大，电流效率高，可长时间稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的其中一个实施例中二氧化碳气相电解还原装置的结构示意图；图2为本技术的另一个实施例中阴极流道板的结构示意图；图3为本技术的另一个实施例中阳极流道板的结构示意图；图4为本技术的另一个实施例中阳极集流体的结构示意图；图5为本技术的二氧化碳气相电解还原装置的装配结构示意图；图6为本技术实施例1中在50mA/cm2电流下稳定性示意图；图7为本技术实施例1中在100mA/cm2电流下稳定性示意图；图8为本技术实施例2中在不同电电位下电流密度和电流效率示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1～5所示，本技术提供了一种二氧化碳气相电解还原装置，包括：阳极机构，包括依次相贴合的阳极流道板1、阳极集流体2和阳极气体扩散电极3，阳极流道板1上开设有电解液入口11，阳极流道板1靠近阳极集流体2一侧面设有阳极腔室12，电解液入口11与阳极腔室12连通，阳极集流体2上对应阳极腔室12处开设有多个第一穿孔21，阳极气体扩散电极3贴合于阳极集流体2的第一穿孔21处；阴极机构，包括依次相贴合的阴极流道板4、阴极集流体5和阴极气体扩散电极6，阴极流道板4设有气体入口41，阴极流道板4靠近阴极集流体5一侧面开设有阴极腔室42，气体入口41与阴极腔室42连通，阴极集流体5上对应阴极腔室处开设有多个第二穿孔，阴极气体扩散电极6贴合于阴极集流体的第二穿孔处；隔膜7，位于阳极气体扩散电极3和阴极气体扩散电极6之间。需要说明的是，本申请实施例中，阳极机构包括依次相贴合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳气相电解还原装置，其特征在于，包括：/n阳极机构，包括依次相贴合的阳极流道板、阳极集流体和阳极气体扩散电极，所述阳极流道板上开设有电解液入口，所述阳极流道板靠近阳极集流体一侧面设有阳极腔室，所述电解液入口与所述阳极腔室连通，所述阳极集流体上对应阳极腔室处开设有多个第一穿孔，所述阳极气体扩散电极贴合于阳极集流体的第一穿孔处；/n阴极机构，包括依次相贴合的阴极流道板、阴极集流体和阴极气体扩散电极，所述阴极流道板设有气体入口，所述阴极流道板靠近阴极集流体一侧面开设有阴极腔室，所述气体入口与所述阴极腔室连通，所述阴极集流体上对应阴极腔室处开设有多个第二穿孔，所述阴极气体扩散电极贴合于阴极集流体的第二穿孔处；/n隔膜，位于阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳气相电解还原装置，其特征在于，包括：
阳极机构，包括依次相贴合的阳极流道板、阳极集流体和阳极气体扩散电极，所述阳极流道板上开设有电解液入口，所述阳极流道板靠近阳极集流体一侧面设有阳极腔室，所述电解液入口与所述阳极腔室连通，所述阳极集流体上对应阳极腔室处开设有多个第一穿孔，所述阳极气体扩散电极贴合于阳极集流体的第一穿孔处；
阴极机构，包括依次相贴合的阴极流道板、阴极集流体和阴极气体扩散电极，所述阴极流道板设有气体入口，所述阴极流道板靠近阴极集流体一侧面开设有阴极腔室，所述气体入口与所述阴极腔室连通，所述阴极集流体上对应阴极腔室处开设有多个第二穿孔，所述阴极气体扩散电极贴合于阴极集流体的第二穿孔处；
隔膜，位于阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极之间。


2.如权利要求1所述的二氧化碳气相电解还原装置，其特征在于，还包括第一垫片，其分别位于所述阳极流道板和所述阳极集流体之间以及所述阳极集流体和所述阳极气体扩散电极之间，所述第一垫片上对应阳极腔室处开设有第一通孔。


3.如权利要求2所述的二氧化碳气相电解还原装置，其特征在于，还包括第二垫片，其分别位于所述阴极流道板和所述阴极集流体之间以及所述阴极集流体和所述阴极气体扩散电极之间，所述第二垫片上对应阴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，古月圆，韦聚才，吴怀德，
申请(专利权)人：湖北华德莱节能减排科技有限公司，华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42