[發明專利]可擴展化學反應器及其操作方法

有效

• 申請號: 201380050281.5
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104685687B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: W·埃舍爾;P·魯赫
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C25B15/08;C25B1/00;C25B9/18;H01M14/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 牛南輝,于靜

1.一種化學反應器(CR)，被設計為使能在k種化學流體間的N個配對流體接觸，其中k≥2且N≥4，所述反應器包括：

反應層(RP)

基本上在通過優選垂直的兩個方向(x，y)限定的2D平面中延伸；以及

包括N個化學基元(CC)，每個包括兩個回路部分(CP1、CP2、CP)，所述兩個回路部分被設計為分別使能所述k種化學流體中的兩種的流通，所述兩個回路部分進一步彼此相交，從而使能用于所述k種化學流體中的所述兩種的一個配對流體接觸；

流體分配回路(M1、M2)，包括：

入口孔(IA、IB)的k個集合，沿平行于所述兩個方向(x，y)中的一個(y)的線依次交替，用于分別分配k種化學流體到所述反應層；以及

出口孔(OA’、OB’)的k個集合，沿平行于所述入口孔的線依次交替，用于分別收集來自所述反應層的k種化學流體，所述出口孔關于所述入口孔沿所述兩個方向中的所述一個(y)移動，

以及其中，

每個回路部分經由其各自的端部而將入口孔連接到出口孔。

2.根據權利要求1所述的化學反應器(CR)，其中，所述孔中的每個接合屬于不同的化學基元(CC)的四個回路部分(CP)的端部，所述不同的化學基元在所述反應平面中鄰近。

3.根據權利要求1或2所述的化學反應器(CR)，其中，所述反應層和所述流體分配回路形成2D周期性陣列，所述陣列的單元基元(UC)在所述2D平面中通過沿所述兩個方向(x，y)中的一個或每個的平移而周期性重復。

4.根據權利要求3所述的化學反應器(CR)，其中：

k＝2；

所述孔中的每個接合屬于不同的化學基元的四個回路部分的端部，所述不同的化學基元在所述反應平面中鄰近；以及

每個單元基元包括：

四個化學基元；

八個回路部分；

兩個入口孔；以及

兩個出口孔。

5.根據權利要求1到4中任一所述的化學反應器(CR)，其中，所述流體分配回路至少包括第一歧管(M1)，后者包括若干平行通道(M11-M14)，每個垂直于所述兩個方向(x，y)中的所述一個(y)并且與入口孔的所述k個集合中的一個或出口孔的所述k個集合中的一個的孔流體連通。

6.根據權利要求5所述的化學反應器(CR)，其中，所述流體分配回路進一步包括一個或多個附加歧管(M2)，第n附加歧管(M2)包括若干平行通道(M21-M25)，每個通道關于第(n-1)歧管(M1)的通道(M11-M14)旋轉，優選垂直，并且與第(n-1)歧管的通道(M11-M14)流體連通。

7.根據權利要求5或6所述的化學反應器(CR)，其中，通過兩個疊加的層形成歧管，所述兩個疊加的層的第一個包括作為通孔的孔，所述兩個疊加的層的第二個包含作為通孔的通道。

8.根據權利要求1到7中任一所述的化學反應器(CR)，其中，所述出口孔以小于沿所述兩個方向中的所述一個的兩個鄰近入口孔之間的距離的距離而移動，并且優選地，移動兩個鄰近入口孔之間的所述距離的一半。

9.根據權利要求1到8中任一所述的化學反應器(CR)，其中，所述反應器為電化學反應器，并且其中每個都連接相同的入口孔到相同的出口孔的兩個回路部分通過在所述反應器中作為電極(E1、E2)耦合的壁(E1、E2)分開，以便沿所述兩個方向中的所述一個(y)鄰近的兩個化學基元共享所述電極(E1、E2)。

10.一種光伏裝置(PA)，諸如：光伏基元；光伏模塊；或包括光伏基元(PC)的陣列(PMA)或光伏模塊的陣列的光伏系統；所述光伏裝置包括：

-電氣連接到光伏電極(PE、BE)的集合的至少一個光伏表面(PS)；以及

-根據先前權利要求中的任一所述的化學反應器(CR)，其電氣連接到光伏電極的所述集合。