[實用新型]一種電化學加氫裝置

有效

• 申請號: 201721846103.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN207872138U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 代巖;賀高紅
• 申請（專利權）人: 大連理工大學盤錦產業技術研究院
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

1.一種電化學加氫裝置，其特征在于：所述裝置包括平面疊層組件，所述疊層組件依次由以下平面層疊放而成，

氫氣解離催化層(5)，所述氫氣解離催化層(5)在氫氣通過時，可將其解離為氫質子和電子；

陽離子電解質膜層(6)，所述陽離子電解質膜層(6)用于將來自氫氣解離催化層(5)的氫質子傳遞至陽離子電解質膜層(6)和陰離子電解質膜層(7)的交界處；

陰離子電解質膜層(7)，所述陰離子電解質膜層(7)用于將來水解離催化層(8)的氫氧根離子傳遞至陽離子電解質膜層(6)和陰離子電解質膜層(7)的交界處；

水解離催化層(8)，所述水解離催化層(8)用于將水分解為氫氧根離子和氫質子；

加氫催化層(9)，所述加氫催化層(9)用于將來自水解離催化層(8)的氫質子與電子結合形成吸附氫，并催化吸附氫與氣體反應物之間的加氫反應。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述陽離子電解質膜層(6)為磺化聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、Nafion、聚苯并咪唑、聚芳醚砜酮、聚醚醚酮膜；

所述陰離子電解質膜層(7)為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜膜；

所述氫氣解離催化層(5)、水解離催化層(8)、加氫催化層(9)均包含催化劑顆粒，所述催化劑顆粒為納米級活性金屬負載在納米級活性炭上所形成的顆粒，顆粒粒徑為0.1～100nm；所述的活性金屬為鉑、金、鎳、釕、鈀、鈷、銠、鉬中的一種或兩種以上的組合，或上述至少兩種金屬元素組成的合金。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于：所述氫氣解離催化層(5)和水解離催化層(8)所述催化劑顆粒的活性金屬為鉑、釕、鈀、銠金屬單質或上述金屬的合金；所述加氫催化層(9)的活性金屬為鎳、鈷、鉬金屬單質。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述平面疊層組件的兩側分別設有氣體擴散層，所述氣體擴散層使氣體在進入平面疊層組件前均勻分布。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：所述平面疊層組件及位于其兩側的氣體擴散層置于反應器外殼內，所述的反應器外殼在陽離子電解質膜和陰離子電解質膜交界處設有水導出口，水導出口連接超聲增濕器(15)，超聲增濕器(15)將霧化后的水返回用于向平面疊層組件通入氫氣的氫氣流道內或將霧化后的水返回用于向平面疊層組件通入反應物氣體的反應物流道內。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于：所述超聲增濕器(15)的出口與氫氣儲罐出口分別與氫氣流道多個位置相連，增濕位置為氫氣流道入口、氫氣流道沿流動三分之一處、氫氣流道三分之二處；當反應物、產物為親油性質時，超聲增濕器的出口與加氫反應物入口相連，使加氫反應物流道內存在飽和水。