[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備甲酸和氫的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310165486.3
• 申請(qǐng)日: 2023-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116121788B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷杰;劉弘博;席聘賢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25B9/21
• 分類(lèi)號(hào): C25B9/21;C25B3/07;C25B3/26;C25B1/04;C25B1/02
• 代理公司: 北京睿陽(yáng)聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11758
• 代理人: 孫磊

1.一種制備甲酸和氫的裝置，其特征在于，包括：

陽(yáng)極電催化模塊（1），其內(nèi)部設(shè)置有電解質(zhì)溶液室（110）和氣液分離室（120），所述電解質(zhì)溶液室（110）內(nèi)的電解質(zhì)溶液經(jīng)所述陽(yáng)極電催化模塊（1）內(nèi)的陽(yáng)極催化劑的電催化作用產(chǎn)生O₂，所述電解質(zhì)溶液室（110）被配置為容納電解質(zhì)溶液，所述氣液分離室（120）被配置為容納經(jīng)反應(yīng)后回流的電解質(zhì)溶液和O₂；

所述氣液分離室（120）設(shè)置有所述電解質(zhì)溶液排出的出口A和供O₂排出的出口L，所述電解質(zhì)溶液室（110）設(shè)置有與所述出口A連通的入口B；

陰極電催化模塊（2），其上設(shè)置有入口C，所述陰極電催化模塊（2）用于接收經(jīng)所述陽(yáng)極電催化模塊（1）進(jìn)入的電解質(zhì)溶液，入口C連通CO₂源，所述陰極電催化模塊（2）被配置為經(jīng)陰極催化劑的電催化作用使得所述電解質(zhì)溶液、CO₂產(chǎn)生甲酸；

CO₂分離室模塊（3），其與所述陰極電催化模塊（2）內(nèi)部連通，其被配置為接收產(chǎn)生的甲酸、未反應(yīng)的所述CO₂和電解質(zhì)溶液；

所述CO₂分離室模塊（3）被配置為分離出CO₂，所述CO₂分離室模塊（3）上設(shè)置有與入口C連通的出口O，以及出口D，所述出口D被配置為排出分離后的甲酸和電解質(zhì)溶液；

加熱模塊（4），其與所述出口D連通，且被配置為加熱甲酸和電解質(zhì)溶液；

甲酸制氫模塊（5），其內(nèi)部與所述加熱模塊（4）連通，所述甲酸制氫模塊（5）被配置為通過(guò)甲酸產(chǎn)氫催化劑制取H₂和CO₂；

所述甲酸制氫模塊（5）上設(shè)置有用于排出所述電解質(zhì)溶液、H₂和CO₂的出口I；

混合氣體分離室模塊（7），其被配置為分離電解質(zhì)溶液、H₂和CO₂，所述混合氣體分離室模塊（7）上設(shè)置有與出口I連通的進(jìn)口U，及與入口B連通的出口H，以及供H₂和CO₂排出的出口P；

H₂分離室模塊（8），其被配置為分離H₂和CO₂，所述H₂分離室模塊（8）上設(shè)置有與出口P連通的進(jìn)口Q，及用于排出H₂的出口K、及與入口C連通且用于排出CO₂的出口T；

所述陽(yáng)極電催化模塊（1）包括：

依次分布的電解液室板（11）、第一絕緣層板（12）、陽(yáng)極極板（13）和陽(yáng)極催化劑板（14），所述電解質(zhì)溶液室（110）及所述氣液分離室（120）設(shè)置于所述電解液室板（11）上；

所述第一絕緣層板（12）被配置為阻止陽(yáng)極電流通過(guò)，所述第一絕緣層板（12）上開(kāi)設(shè)有與所述電解質(zhì)溶液室（110）連通的第一通口（1a），以及第四通口（2a），所述第四通口（2a）與所述氣液分離室（120）連通；

所述陽(yáng)極極板（13）上開(kāi)設(shè)有均勻分布的第一溝槽（131），所述第一溝槽（131）的一端開(kāi)設(shè)有與所述第一通口（1a）連通的第二通口（3a），另一端開(kāi)設(shè)有與所述第四通口（2a）連通的第三通口（4a）；

所述電解質(zhì)溶液能夠進(jìn)入所述陽(yáng)極極板（13），所述陽(yáng)極催化劑板（14）電催化所述電解質(zhì)溶液內(nèi)的水產(chǎn)生O₂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備甲酸和氫的裝置，其特征在于，所述陽(yáng)極電催化模塊（1）還包括陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層板（15），其設(shè)置在所述陽(yáng)極極板（13）和所述陽(yáng)極催化劑板（14）之間。