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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学,尤其涉及一种阳极组件及电催化还原装置。
技术介绍
1、在催化加氢、光催化还原、生物转化以及电化学还原这些能成功实现co2转化再利用的技术中,电催化co2还原能够在常温常压下实现人为闭合碳循环,提供了一种在能量循环中整合碳捕获、利用和存储的方式,在可再生能源的利用以及其他化学品和燃料的合成制备方面都具有广阔的应用前景。
2、目前电催化co2还原过程主要为co2还原与h2o分解的耦合过程,也即在由阴极、阳极、电解液和质子交换膜组成的双室电解池中,阳极发生h2o分解过程,产生氧气和氢质子,产生的氢质子穿过质子交换膜进入阴极室,阴极室中co2在电极表面接受电子和氢质子,完成co2还原过程。
3、从功能上来讲,电催化co2还原装置中阳极主要是用于提供氢质子,从而完成co2催化加氢还原过程。从能耗上来讲,在电催化co2还原过程中,电荷的转移过程必须经过较高的溶液电阻,导致反应体系电流小,表现为还原电流密度低、槽压高。同时,实验室研究一般选用铂片电极为阳极,铂片电极的价格昂贵,也不利于规模化应用。
技术实现思路
1、为了解决电催化co2还原装置中溶液电阻较高的问题,本专利技术提供一种阳极组件及电催化还原装置。
2、本专利技术为解决上述技术问题,提供一种阳极组件,包括一体成型的阳极板和阳极电极耳;所述阳极板包括相对的第一表面和第二表面;所述阳极板的第一表面开设有沉槽;所述阳极板上开设有阳极入口和阳极出口,所述阳极入口和阳极出口贯通所述沉槽的
3、进一步地,所述阳极入口、阳极出口为相互平行的长条形开口;所述沉槽的槽底表面上沿着阳极入口向阳极出口的方向开设若干平行的凹槽形成所述阳极流道;所述阳极流道的流通方向与所述阳极入口、阳极出口的开口方向相垂直。
4、进一步地,所述阳极流道靠近所述阳极入口和/或所述阳极出口处设有分配区,所述分配区设有扰流件。
5、进一步地,所述扰流件包括多个圆形凸起。
6、进一步地,多个所述圆形凸起沿着与所述阳极入口和/或所述阳极出口平行的方向至少设置有两排。
7、进一步地,相邻两排的所述圆形凸起错位排列。
8、进一步地,所述阳极板的材料为石墨。
9、进一步地,所述沉槽周围设有密封槽,所述阳极板的第二表面在所述阳极入口和阳极出口周围设有密封槽。
10、本专利技术还提供一种电催化还原装置,包括电极单元,所述电极单元包括上述的阳极组件、质子交换膜及阴极组件。
11、进一步地,所述电催化还原装置包括至少两个所述的电极单元。
12、本专利技术中阳极组件及电催化还原装置与现有技术相比,有益效果在于:
13、通过在阳极板开设沉槽形成反应腔室,实现了阳极电极与反应腔室的一体化,可以通入h2或电解液实现氢质子产生,降低电解池电阻,加快传质,从而提高co2电催化还原反应体系的电流密度、法拉第效率和稳定性。并且阳极板和阳极电极耳一体成型,实现阳极组件的一体化,能简化co2电化学反应阳极装置的密封工艺。此外,该阳极板的材料可以采用价格较低的石墨,利于规模化应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种阳极组件,其特征在于,包括一体成型的阳极板和阳极电极耳;
2.根据权利要求1所述的阳极组件,其特征在于,所述阳极入口、阳极出口为相互平行的长条形开口;
3.根据权利要求2所述的阳极组件,其特征在于,所述阳极流道靠近所述阳极入口和/或所述阳极出口处设有分配区,所述分配区设有扰流件。
4.根据权利要求3所述的阳极组件,其特征在于,所述扰流件包括多个圆形凸起。
5.根据权利要求4所述的阳极组件,其特征在于,多个所述圆形凸起沿着与所述阳极入口和/或所述阳极出口平行的方向至少设置有两排。
6.根据权利要求5所述的阳极组件,其特征在于,相邻两排的所述圆形凸起错位排列。
7.根据权利要求1所述的阳极组件,其特征在于,所述阳极板的材料为石墨。
8.根据权利要求1所述的阳极组件,其特征在于,所述沉槽周围设有密封槽,所述阳极板的第二表面在所述阳极入口和阳极出口周围设有密封槽。
9.一种电催化还原装置,其特征在于,包括电极单元,所述电极单元包括如权利要求1-8任一项所述的阳极组件、质子交换膜及阴极组
10.根据权利要求9所述的电催化还原装置,其特征在于,包括至少两个所述的电极单元。
...【技术特征摘要】
1.一种阳极组件,其特征在于,包括一体成型的阳极板和阳极电极耳;
2.根据权利要求1所述的阳极组件,其特征在于,所述阳极入口、阳极出口为相互平行的长条形开口;
3.根据权利要求2所述的阳极组件,其特征在于,所述阳极流道靠近所述阳极入口和/或所述阳极出口处设有分配区,所述分配区设有扰流件。
4.根据权利要求3所述的阳极组件,其特征在于,所述扰流件包括多个圆形凸起。
5.根据权利要求4所述的阳极组件,其特征在于,多个所述圆形凸起沿着与所述阳极入口和/或所述阳极出口平行的方向至少设置有两排。
<...【专利技术属性】
技术研发人员:李桂香,宋其会,
申请(专利权)人:黑龙江琪正高新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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