一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器及其运行方法技术

本发明专利技术提供一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器及其运行方法，其可装配一根或多根管式膜电极，形成膜电极列管，并同时进行阴极CO<subgt;2</subgt;电还原反应和阳极析氧反应，提高单台反应器的CO<subgt;2</subgt;电转化能力、制氧能力以及空间利用率；电解质膜外侧阴极电解质溶液、CO<subgt;2</subgt;气体跟膜内侧阳极电解液以自下而上的方式连续并流；气体分散器与管式膜电极的底端相互错位，有利于CO<subgt;2</subgt;气体的均匀分散；参比电极放置于多根管式电极的中间位置，有利于电势的精确控制；阴、阳极通过集流环进行集流的方式使得阴、阳极易设计更改和装配拆卸，有利于组件批量化生产；阴、阳极为管式MEA零间隙结构，使得反应器内阻低，降低槽压和能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二氧化碳电化学还原，涉及一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器及其运行方法。

技术介绍

1、二氧化碳电还原技术(co2rr)具有系统简单、反应条件温和和易模块化等优势。阴极电催化剂决定co2rr产物的选择性。在近十年时间里，随着研究人员对co2rr电催化剂研发的大量投入和co2rr反应机理的探索，面向各类产物的co2rr选择性与转化电流密度均有大幅提升(de luna et al.what would it take for renewably powered electrosynthesisto displace petrochemical processes？science,2019,364,350[j])。可见，日益成熟的催化剂正驱动着co2rr研究向高效、可规模化的电解池方向发展，旨在实现co2的规模化转化。

2、h型电解池是co2rr基础研究最常见的电解池，其适用于催化剂的筛选和本征动力学表征，过高的槽压使其很难用于co2的规模化转化；无电解质膜配置的微流体电解池，可降低工作电极与对电极之间的内阻，但面向应用又本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器，其特征在于，所述的列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器包括管式阳极组件、管式阴极组件以及分隔两者的聚合物电解质膜(34)；所述的管式阳极组件包括阳极顶部管板接头(2)、顶部螺帽(3)、阳极底部管板接头(19)、阳极集流环A(29)、管式析氧阳极(35)、阳极集流环B(36)、底部螺帽(41)以及实现阳极室密封与电极固定的连接件；所述的管式阴极组件包括阴极腔体盖(4)、盖密封垫片(5)、阴极腔体(7)、视镜法兰(10)、视镜密封垫片(11)、视镜盖(12)、腔体温控夹套(13)、底座密封垫片(17)、阴极腔体底座(18)、参比电...

【技术特征摘要】

1.一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器，其特征在于，所述的列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器包括管式阳极组件、管式阴极组件以及分隔两者的聚合物电解质膜(34)；所述的管式阳极组件包括阳极顶部管板接头(2)、顶部螺帽(3)、阳极底部管板接头(19)、阳极集流环a(29)、管式析氧阳极(35)、阳极集流环b(36)、底部螺帽(41)以及实现阳极室密封与电极固定的连接件；所述的管式阴极组件包括阴极腔体盖(4)、盖密封垫片(5)、阴极腔体(7)、视镜法兰(10)、视镜密封垫片(11)、视镜盖(12)、腔体温控夹套(13)、底座密封垫片(17)、阴极腔体底座(18)、参比电极(20)、阴极集流环a(31)、阴极集流环b(32)、阴极集流环c(38)、阴极集流环d(39)、co2rr阴极(40)、气体分散器(42)以及实现阴极室密封与电极固定的连接件；

2.根据权利要求1所述的一种列管式连续并流型二氧化碳电还原联合制氧反应器，其特征在于，所述的管板接头材质为尼龙、聚四氟乙烯或聚丙烯；所述的顶部螺帽(3)和底部螺帽(41)材质为尼龙或聚四氟乙烯；所述的密封垫片材质为橡胶；所述的阴极腔体盖(4)、视镜法兰(10)和腔体温控夹套(13)材质为不锈钢；所述的阴极腔体(7)材质为内壁喷涂薄层绝缘材料的不锈钢，绝缘材料为ptfe或pfa；所述的视镜盖(11)材质为有机玻璃；所述阴极腔体底座(18)的材质为尼龙或聚四氟乙烯；所述的集流环材质均为不锈钢或镀金铜；所述的绝缘环材质均为尼龙或聚四氟乙烯；电解质膜(34)为阳离子交换膜、阴离子交换膜、刷涂碱性树脂的无纺布或尼龙网，其中无纺布、尼龙网作为膜的支撑体，通过耐碱胶带或超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆，周士宗，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：