[發明專利]不易析氯的海水酸化電解池導流極板結構

有效

• 申請號: 201811513704.3
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN111313048B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 李新;俞紅梅;孫樹成;邵志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0273
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

本發明涉及一種不易析氯的海水酸化電解池極板結構，該導流極板包括導流單極或雙極板，所述的導流單極板由單面分水流場金屬板，帶有三個腔體的進出口絕緣板組成，導流雙極板由帶有正面分水流場和反面分水流場金屬板，帶有三個腔體的進出口絕緣板組成，所述的腔體進出口板，包含海水和極液流體進出口，該極液流體進出口之間設有導流槽及連接導流槽的連接槽，導流槽和連接槽均設計成直流槽或近直流槽，該極板可使流體流動均勻、通暢，并有效防止該酸化電解池析氯，提高析氫析氧純度。

技術領域

本發明涉及水電解，具體是涉及不易析氯的海水酸化電解池導流極板結構。

背景技術

在整個環境中，大氣中的二氧化碳與海洋是始終平衡的。全世界海水中碳元素的總含量高達38000千億噸，大約2-3％是以二氧化碳氣體溶解的形式存在，剩下的97-98％是以碳酸氫鹽和碳酸鹽的化合狀態存在。根據目前世界海洋的體積估算，海洋碳源是約為大氣碳源的175多倍，當按照質量與體積比時，海洋中二氧化碳濃度(100mg/L)約為大氣中濃度(0.77mg/L)的140倍。海水中溶解的HCO₃^-與CO₃^2-決定了深度為100米以上的海水pH值，與CO₂存在著如下的平衡：

[CO₂]_T＝[CO₂(g)]+[HCO₃^-]+[CO₃^2-]

因此，高效節能利用海水中高濃度的CO₂對于環境的保護具有深遠意義：首先，去除海水中的CO₂可以間接的影響大氣中的二氧化碳含量，其次，產生的新海水介質將能夠從大氣中吸收更多的二氧化碳，而不會影響海洋的酸堿性，再者，從海水中吸取CO₂比傳統堿液吸收的能耗更低，可以直接應用于生物固碳、低溫固化等領域。目前，去除海水(或水)中溶解的CO₂的主要方法有：電化學法、加熱/減壓法、化學沉淀法、鼓泡法、陰離子交換膜法等。其中電化學法具有效率高，純度高等優點成為研究熱點。

目前，美國專利申請公開說明書【US 20130206605 A1】和【US 20140238869 A1】通過電化學方法酸化海水，來提取CO₂及制備H₂，兩個說明書中，海水酸化電解池的電極板是通過離子交換膜，分隔出海水腔、陽極液腔和陰極液腔，將海水進行酸化處理后，從酸化的海水中提取CO₂，上述裝置在提取CO₂時，其二氧化碳脫除率為70％，且純度低。

發明內容

經實驗發現，現有的海水酸化電解池，當加載直流電源時，在海水進出口側，離子交換膜兩側會發生析氯反應，使酸化海水中產生氯氣，因此分離的二氧化碳純度受到影響，作業中要對CO₂提純會需要額外增加裝置，因此會導致脫除效率低，純度低等問題。

本發明針對以上的技術問題，提供一種可以將水電解，使流體流動均勻、通暢，組裝在海水酸化電解池中，可防止海水腔進出口通道的離子交換膜兩側發生離子交換反應的不易析氯的海水酸化電解池極板結構，同時防止在極液腔進出口通道的離子交換膜兩側發生離子交換反應，提高析氫析氧純度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

海水酸化電解池的導流極板結構，所述導流極板為單極板或雙極板；所述導流極板由位于中心的流場板和位于周側的電極液進出口板組合構成；所述流場板為單面流場或雙面流場；所述流場具有流道；所述流場板為金屬材質；所述電極液進出口板為絕緣板或者為對電極液進出口進行絕緣處理的板。

本發明所述單極板是指在極板的兩個側面中僅有一面設置流場；雙極板是指在極板的兩個側面(正面和反面)都設置流場。