本实用新型专利技术公开了一种液冷式CO2电催化还原装置，包括固定件、若干导电封板和若干堆叠的电解单元，电解单元包括膜电极组件和设于膜电极组件两侧的极板，极板远离对应膜电极组件的一侧设有冷却流道，极板在组装后露出的侧面设有与冷却流道连通的冷却进液管和冷却出液管，导电封板至少一侧压在冷却流道的槽口从而形成封闭的冷却流道，导电封板与电解单元间隔设置，固定件依次穿过各个电解单元和各个导电封板进行固定。本方案通过半导体制冷片进行制冷，通过电流控制制冷效果因此能快速调整制冷效果并且能够从内外同时对本装置中的电解单元进行温度调控。本发明专利技术让冷却液与极板接触面积更大，冷却液的吸热降温效果更好，同时便于组装和加工。组装和加工。组装和加工。
【技术实现步骤摘要】
一种液冷式CO2电催化还原装置
[0001]本技术属于电催化还原
，具体涉及一种液冷式CO2电催化还原装置。
技术介绍
[0002]CO2电催化还原产合成气是通过CO2资源化利用实现碳中和的有效途径之一，其中气体扩散电极(GDE)技术可以突破气体溶解度限制，在二氧化碳电还原领域逐渐兴起。使用中性或碱性介质并结合气体扩散电极设计的薄层液流电解器工作时可以实现百毫安级电流密度，达到实用水平。
[0003]现有的一种CO2电催化还原装置中，电解单元由阴极一侧到阳极一侧依次包括有阴极板、工作电极121(阴极)、碱性离子交换膜122、对电极123(阳极)和阳极板。碱性离子交换膜122、工作电极121和对电极123上涂布有催化剂实现电催化还原反应、阴极板和阳极板二者内侧相对，同时二者的内侧分别设有对应的阴极流道或阳极流道114，前者通过输送管14用于通入CO2气体而后者通过输送管14通入反应用的电解液，工作电极121和对电极123之间还设有绝缘垫片124分隔。工作电极121、碱性离子交换膜122、对电极123和绝缘垫片124一起组成膜电极组件12，如图4所示。采用该种技术进行CO2的电催化还原时，由于该反应会放热，而催化还原反应的适宜温度约在50
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60摄氏度，因此需要在反应过程中根据需要对电催化还原装置进行冷却，以保证电催化还原装置的温度在反应适宜的温度范围内。
[0004]现有技术中，有的电催化的电解装置通过液冷系统进行冷却，为此在设置了贴合在装置表面的液冷板或液冷管路，但由于只能和露在外部的表面接触，冷却效果较差，特别是对于电堆型电解装置，由于各个电解单元1叠合设置，极板11彼此贴合导致大部分表面无法与液冷板或液冷管路接触，冷却效果很差。而一些电堆型电解装置将液冷板叠放在相邻极板11之间，虽然能提高一定的冷却效果，但是液冷板的制作和电解装置的组装比较麻烦，并且冷却液不直接接触极板11，透过液冷板导热冷却效率还是会有一定下降。
技术实现思路
[0005]本技术提供了一种液冷式CO2电催化还原装置，用于解决现有技术设有液冷结构的CO2电催化还原装置组装困难，以及只能对装置外部进行冷却，冷却速度较慢的技术问题。
[0006]所述的一种液冷式CO2电催化还原装置，包括固定件、若干导电封板和若干堆叠成电堆型电解装置的电解单元，所述电解单元包括膜电极组件和设于所述膜电极组件两侧的极板，所述导电封板与所述电解单元间隔设置，所述极板靠近膜电极组件的一侧设有对应的阴极流道或阳极流道，而靠近导电封板的一侧设有冷却流道，所述极板在组装后露出的侧面设有与所述冷却流道连通的冷却进液管和冷却出液管，所述导电封板至少一侧压在所述冷却流道的槽口，所述固定件依次穿过各个电解单元和各个导电封板进行固定。
[0007]优选的，每两个相邻的极板之间夹有一个所述导电封板，位于端部的极板在端部外侧设有所述导电封板，被夹在中间的导电封板两侧均压在对应的冷却流道的槽口。
[0008]优选的，所述极板靠近导电封板的一侧挖出凹槽与导电封板侧面的凸岛配合以保证密封，所述冷却流道位于所述凹槽中间，所述凸岛顶面压在所述冷却流道的槽口上。
[0009]优选的，所述凹槽边缘到所述冷却流道之间留有一圈环形密封面，所述导电封板表面固定设有与所述环形密封面配合的密封环，所述密封环套在所述凸岛外侧。
[0010]优选的，所述冷却流道的两端分别连通所述冷却进液管和所述冷却出液管，所述冷却进液管和冷却出液管的端口均设有螺纹接口。
[0011]优选的，每个极板上均设有一个所述冷却进液管和一个所述冷却出液管，同一个液冷式CO2电催化还原装置上的若干冷却进液管和若干冷却出液管分别并联连接到液冷系统的出液管路和进液管路。
[0012]本技术具有以下优点：本方案中每个极板均通过冷却流道直接引入冷却液，冷却液与极板接触面积更大并且无需经过液冷板间接导热，冷却液的吸热降温效果更好。这种结构的导电封板在同一个电堆型电解装置的组装中可以任意更换位置，便于组装和加工。设置密封环从而保证冷却流道利用电解装置的固定件组装成型后不易向外渗漏冷却液，避免组装结构下冷却液外渗污损装置影响其使用。
附图说明
[0013]图1为本技术一种液冷式CO2电催化还原装置的结构示意图。
[0014]图2为图1所示结构中部分电解单元和液冷结构的结构示意图。
[0015]图3为图2所示结构的立体分解图。
[0016]图4为膜电极组件的结构示意图。
[0017]附图中的标记为：1、电解单元，11、极板，111、环形密封面，112、凹槽，113、冷却流道，114、阴极或阳极流道，12、膜电极组件，121、工作电极，122、碱性离子交换膜，123、对电极，124、绝缘垫片，13、冷却出液管，14、输送管，2、导电封板，21、凸岛，22、密封环，3、固定件。
具体实施方式
[0018]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0019]如图1
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3所示，本技术提供了一种液冷式CO2电催化还原装置，包括固定件3、若干导电封板2和若干堆叠成电堆型电解装置的电解单元1，所述电解单元1包括膜电极组件12和设于所述膜电极组件12两侧的极板11。这里相比现有技术，本方案对装置的中间部分不用双极板，而用两个极板加中间的导电封板2代替现有技术中的双极板。
[0020]所述极板11靠近膜电极组件12的一侧与通常一样设有对应的阴极流道或阳极流道，而靠近导电封板2的一侧设有冷却流道113，所述极板11在组装后露出的侧面设有与所述冷却流道113连通的冷却进液管和冷却出液管13，所述导电封板2至少一侧压在所述冷却流道113的槽口实现对冷却流道113的密封，所述导电封板2与所述电解单元1间隔设置，所述固定件3依次穿过各个电解单元1和各个导电封板2进行固定。
[0021]每两个相邻的极板11之间夹有一个所述导电封板2，位于端部的极板11在端部外
侧设有所述导电封板2，被夹在中间的导电封板2两侧均压在对应的冷却流道113的槽口。这样每个极板11均通过冷却流道113直接引入冷却液，冷却液与极板11接触面积更大并且无需经过液冷板间接导热，冷却液的吸热降温效果更好。
[0022]所述极板11靠近导电封板2的一侧挖出凹槽112与导电封板侧面的凸岛21配合以保证密封。所述冷却流道113位于所述凹槽112中间，所述凹槽112边缘到所述冷却流道113之间留有一圈环形密封面111，所述导电封板2表面固定设有与所述环形密封面111配合的密封环22。所述凸岛21顶面压在所述冷却流道113的槽口上，所述密封环22套在所述凸岛21外侧。采用该结构便于设置密封环22从而保证冷却流道利用电解装置的固定件3组装成型后不易向外渗漏冷却液，避免组装结构下冷却液外渗污损装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液冷式CO2电催化还原装置，其特征在于：包括固定件(3)、若干导电封板(2)和若干堆叠成电堆型电解装置的电解单元(1)，所述电解单元(1)包括膜电极组件(12)和设于所述膜电极组件(12)两侧的极板(11)，所述导电封板(2)与所述电解单元(1)间隔设置，所述极板(11)靠近膜电极组件(12)的一侧设有对应的阴极流道或阳极流道(114)，而靠近导电封板(2)的一侧设有冷却流道(113)，所述极板(11)在组装后露出的侧面设有与所述冷却流道(113)连通的冷却进液管和冷却出液管(13)，所述导电封板(2)至少一侧压在所述冷却流道(113)的槽口，所述固定件(3)依次穿过各个电解单元(1)和各个导电封板(2)进行固定。2.根据权利要求1所述的一种液冷式CO2电催化还原装置，其特征在于：每两个相邻的极板(11)之间夹有一个所述导电封板(2)，位于端部的极板(11)在端部外侧设有所述导电封板(2)，被夹在中间的导电封板(2)两侧均压在对应的冷却流道(113)的槽口。3.根据权利要求2所述的一种液冷式CO2电催化还原装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：晋川川，陈奇，马明，
申请(专利权)人：三碳安徽科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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