[發明專利]由薄多孔金屬板組成的電化學裝置

有效

• 申請號: 201910486390.0
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110629247B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 美國分子工程股份有限公司
• 主分類號: C25B11/031
• 分類號: C25B11/031;C25B11/065;C25B11/075;C25B11/091;C25B11/077;C25B1/04;C25B9/19;H01M8/10
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

1.一種電化學轉換裝置，包括一種用于電化學反應的膜電極結構，包括：

第一電極包括具有厚度小于200μm的第一多孔金屬片、具有80%至90%孔徑小于5μm的孔的網狀孔結構，以及孔隙率范圍為20 至 80%；

膜分離器，包括在第一多孔金屬片的至少一個表面上涂覆的厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔層；和

第二電極包括設置在膜分離器上且厚度小于200μm的第二多孔金屬片、具有80％至90％孔徑小于5μm的孔的網狀孔結構以及20至80的孔隙率%。

2.根據權利要求1所述的電化學轉換裝置，其中，所述陶瓷材料多孔層的表面孔徑小于100nm。

3.根據權利要求1所述的電化學轉換裝置，其中所述陶瓷材料是氧化鋯、氧化釔穩定的氧化鋯、或氧化鈰中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的電化學轉換裝置，其中所述陶瓷材料包含0.5-5 wt.％燒結促進劑，所述燒結促進劑包含氧化鎳、氧化錳。

5.一種用于電化學生產氨的裝置，包括：

帶正電的電極，包括導電金屬基多孔金屬片，該導電金屬基多孔金屬片包括厚度小于200μm、具有80%至90% 的孔的孔徑小于5μm的網狀孔結構，且孔隙率為20%至80%；

膜分離器，包括設置在導電多孔金屬片上且厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔層；和

帶負電的電極，設置在膜分離器上并包含納米鐵催化劑、碳與納米鐵和/或氧化鐵的混合物、碳負載納米鐵、碳負載納米氧化鐵、碳-負載的納米氮化鐵、碳與氮化鐵的混合物、或它們的混合物。

6.一種用于電化學反應的膜電極結構，包括：

厚度小于200微米的多孔金屬支撐片，其具有網狀孔結構，該結構包括多個孔，其中80%至90%的孔的孔徑小于5μm，孔隙率在20%至80%的范圍內；和

厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔層，其涂覆在多孔金屬支撐片的表面上，

其中，所述陶瓷材料多孔層被配置為在應用條件下填充有電解質。

7.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述多孔層包括小于100nm的表面孔徑。

8.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述陶瓷材料包括氧化鋯材料，所述氧化鋯材料包括氧化鋯和氧化釔穩定的氧化鋯中的一種。

9.根據權利要求8所述的膜電極結構，其中所述氧化鋯材料包含燒結促進劑，所述燒結促進劑為氧化鎳。

10.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述陶瓷材料包括二氧化鈰和CoSm穩定的二氧化鈰中的一種。

11.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述陶瓷材料多孔層是通過濕化學涂覆并在高于500℃的溫度下燒結制備的。

12.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述多孔金屬支撐片包括鎳合金。

13.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述多孔金屬支撐片包括包含鐵、鈷和鎳中的至少一種的電極催化劑。

14.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述多孔金屬支撐片包括包含氮化鐵或氮化鎳中的至少一種的電極催化劑。

15.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述膜電極結構包括用于水電解的電化學裝置的陽極膜電極組件。

16.根據權利要求6所述的膜電極結構，其中所述膜電極結構包括用于水電解的電化學裝置的陰極膜電極組件。