一种全固态电解池单元及电解槽制造技术

本申请提出一种全固态电解池单元及电解槽，包括依次层叠设置的阴极层、电解质层和阳极层，所述阴极层和所述阳极层在所述电解质层两侧对应布置，还包括间隔设置在所述阴极层邻侧的催化层，所述阴极层上用于发生电解反应产生一氧化碳，所述催化层用于对所述一氧化碳催化生成无毒的含碳燃料，通过在阴极层邻侧间隔设置催化层，对阴极层电解反应产生的一氧化碳进行催化，进而生成无毒的含碳燃料，将阴极层的电化学反应和催化层的化学反应结合起来，减小了CO2排放量，增加了风、光等电力的利用效率，减少了工艺流程，降低了电解过程中有毒气体排放的可能性，降低了碳排放。降低了碳排放。降低了碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态电解池单元及电解槽


[0001]本申请涉及电解槽
，尤其涉及一种全固态电解池单元及电解槽。

技术介绍

[0002]现有电解池单元在进行电解反应过程中，将弃风、弃光等电力以及废弃的CO2等利用起来，对其进行电解得到氧气、氢气和一氧化碳，实现燃料气体的制备，但是由于一氧化碳是有毒气体，运输储存较为困难，限制了电解池单元的应用。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的目的在于提出一种全固态电解池单元，通过在阴极层邻侧间隔设置催化层，对阴极层电解反应产生的一氧化碳进行催化，进而生成无毒的含碳燃料，将阴极层的电化学反应和催化层的化学反应结合起来，减小了CO2排放量，增加了风、光等电力的利用效率，减少了工艺流程，降低了电解过程中有毒气体排放的可能性，降低了碳排放。
[0005]为达到上述目的，本申请提出的一种全固态电解池单元，包括依次层叠设置的阴极层、电解质层和阳极层，所述阴极层和所述阳极层在所述电解质层两侧对应布置，还包括间隔设置在所述阴极层邻侧的催化层，所述阴极层上用于发生电解反应产生一氧化碳，所述催化层用于对所述一氧化碳催化生成无毒的含碳燃料。
[0006]进一步地，所述阴极层和所述阳极层在所述电解质层两侧的覆盖区域面积相同。
[0007]进一步地，所述催化层与所述阴极层在所述电解质层上等宽设置，所述催化层的长度大于或等于所述阴极层的长度。
[0008]进一步地，所述催化层包括镍催化剂。
[0009]一种电解槽，包括上述的全固态电解池单元，还包括槽体，所述全固态电解池单元盖设于所述槽体的槽口处。
[0010]进一步地，还包括并列设置于所述槽体内的多个凸台，所述全固态电解池单元设置于多个所述凸台上，多个凸台相互间隔布置形成气道以用于通气。
[0011]进一步地，所述槽体的前后侧壁分别设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口相对设置。
[0012]进一步地，所述凸台为导电材质制成，所述全固态电解池单元和所述凸台电连接。
[0013]进一步地，所述进气口适于通入空气。
[0014]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016]图1是本申请一实施例提出的一种全固态电解池单元的结构示意图；
[0017]图2是本申请另一实施例提出的一种电解槽的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0019]图1是本申请一实施例提出的一种全固态电解池单元的结构示意图。
[0020]参见图1，一种全固态电解池单元，包括依次层叠设置的阴极层21、电解质层22和阳极层23，所述阴极层21和所述阳极层23在所述电解质层22两侧对应布置，还包括间隔设置在所述阴极层21邻侧的催化层24，所述阴极层21上用于发生电解反应产生一氧化碳，所述催化层24用于对所述一氧化碳催化生成无毒的含碳燃料。
[0021]本实施例中，槽体1的形状可以为长方形、正方形或者其他几何形状，本申请对此不作限制，全固态电解池单元2的阴极层21可以为阴极板，阳极层23可以为阳极板，本实施例中，阴极层21和电解质层22一体烧制成型的镍基陶瓷，催化层24也为金属镍形成，坚固耐用。全固态电解池单元2的阴极和阳极连通电源发生电解反应，具体地，全固态电解池单元2的阳极侧生成氧气，全固态电解池单元2的阴极侧生成氢气和一氧化碳，在催化层24由于没有进行通电，且没有阳极，所以不能发生电化学反应，此时，在催化层24，化学反应占据主导，即CO+H2
→
CxHyOz，生成的一氧化碳流经催化层时进行催化生成无毒的含碳燃料，例如甲烷，乙烷等烷烃类无毒燃料化合物。也可以生成无毒的烃的含氧衍生物。
[0022]可以理解地，阴极层21和催化层24在电解质层22上的布置顺序应当和通入槽体1内的气体流向一致，这样在电化学反应过后产生的一氧化碳流向催化层24进行催化反应，合成甲烷，进而从出气口流出，产气效率高，方便存储。
[0023]所述阴极层21和所述阳极层23在所述电解质层22两侧的覆盖区域面积相同。本实施例中，阴极层21和阳极层23在电解质层22两侧对应设置，且覆盖区域相同，这样在对阳极侧和阴极侧通电同时有效提高电化学反应速率。
[0024]所述催化层24与所述阴极层21在所述电解质层22上等宽设置，所述催化层24的长度大于或等于所述阴极层21的长度。阴极层21反应产生的一氧化碳流经催化层能够被充分进行催化，减少杂气的产生，得到较高纯度的甲烷，方便后续使用。
[0025]优选地，所述催化层24的长度和所述阴极层21的长度比值至少大于2。这样阴极层21电解产生的一氧化碳在流经催化层24时能够被从分催化，进行甲烷化反应，生成产物为甲烷和水蒸气。甲烷无毒无害，可以采用现有的、成熟的工艺进行储存和运输，因此可以实现电解槽制备产物的无毒无害化。此结构具有通用性，无需额外成本，因而非常具有实际应用意义。
[0026]所述催化层24包括镍催化剂。具有良好的催化效果，本实施例中，由于催化层24和阴极层21同为金属镍，有利于减少工艺制作流程。
[0027]如图2所示，一种电解槽包括上述的全固态电解池单元2，还包括槽体1，所述全固
态电解池单元2盖设于所述槽体1的槽口处，具体地，全固态电解池单元的尺寸和槽体的槽口尺寸大小适配，实现对槽体的密闭，避免电解产生的一氧化碳溢出。还包括并列设置于所述槽体1内的多个凸台3，所述全固态电解池单元2设置于多个所述凸台3上，多个凸台3相互间隔布置形成气道以用于通气。凸台3的设置一方面用于对全固态电解池单元2进行支撑，使其稳定放置在槽体1内，另一面便于通过气道通气使得全固态电解池单元的阴极侧产生的气体顺畅流出，保证电解效率。
[0028]所述槽体1的前后侧壁分别设置有进气口4和出气口5，所述进气口4和所述出气口5相对设置，进气口4可以通入空气、氧气、甲烷等气体，以驱动全固态电解池单元产生的气体从出气口5流出，保证全固态电解池单元的电解效率，且进气口和出气口相对设置，有利于降低气体流动的阻碍。
[0029]所述凸台3为导电材质制成，所述全固态电解池单元2和所述凸台3电连接。具体地，凸台3可以金属，例如不锈钢制成，本实施例中，凸台3为长方体结构，相互并列设置在槽体的底部，全固态电解池单元与其接触导电，避免了槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态电解池单元，其特征在于，包括依次层叠设置的阴极层、电解质层和阳极层，所述阴极层和所述阳极层在所述电解质层两侧对应布置，还包括间隔设置在所述阴极层邻侧的催化层，所述阴极层上用于发生电解反应产生一氧化碳，所述催化层用于对所述一氧化碳催化生成无毒的含碳燃料。2.如权利要求1所述的全固态电解池单元，其特征在于，所述阴极层和所述阳极层在所述电解质层两侧的覆盖区域面积相同。3.如权利要求1所述的全固态电解池单元，其特征在于，所述催化层与所述阴极层在所述电解质层上等宽设置，所述催化层的长度大于或等于所述阴极层的长度。4.如权利要求1所述的全固态电解池单元，其特征在于，所述催化层包括镍催化剂。5.一种电解槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩玉栋，王金意，任志博，王鹏杰，张畅，余智勇，徐显明，王韬，王凡，刘丽萍，郭海礁，潘龙，吴展，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：