[发明专利]电化学反应器及电化学反应系统

权利要求书

1.一种电化学反应器，其特征在于，包括：传感器(110)和影像采集器；

还包括依次固接的阳极盖板(120)、离子膜(130)、阴极流道板(140)和阴极盖板(150)，

所述阳极盖板(120)朝向所述离子膜(130)的端面具有阳极流道(121)，所述阴极流道板(140)具有阴极流道(141)，所述阴极流道(141)与所述阳极流道(121)相对设置并形成反应区域，所述阴极盖板(150)具有连通于所述反应区域的流体入口(151)、流体出口(152)及至少两个间隔设置的采样口(153)；

所述传感器(110)能够采集所述反应区域的物理参数，物理参数包括：温度、湿度、流体流速、机械结构性能及含碳气体中的至少一种；所述传感器(110)具有多个；所述阴极盖板(150)具有多个用于安装所述传感器(110)的安装孔(154)，且间隔设置；所述安装孔(154)为贯穿所述阴极盖板(150)的圆孔、方形孔或矩形孔；

所述影像采集器为微型影像采集器，用于观测流道内部的反应区域的运行状态。

2.根据权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述传感器(110)包括温度传感器、湿度传感器、温湿度传感器、应力传感器、微重力传感器、气敏传感器或红外光学传感器中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述阴极盖板(150)与所述阴极流道板(140)之间设置有密封隔膜(160)。

4.根据权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述阳极流道(121)为蛇形流道、交指流道或回形流道，和/或，所述阴极流道(141)为蛇形流道、交指流道或回形流道。

5.根据权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述阳极流道(121)的横截面形状为矩形、正方形或半圆形，和/或，所述阴极流道(141)的横截面形状为矩形、正方形或半圆形。

6.根据权利要求3所述的电化学反应器，其特征在于，

所述阳极盖板(120)及其阳极流道(121)采用金属钛或钛合金材料制成；和/或，所述阴极盖板(150)采用尼龙、亚克力或聚醚醚酮材料制成；和/或，所述阴极流道板(140)及其阴极流道(141)采用钛金属、钛合金或不锈钢材料制成；

和/或，位于所述密封隔膜(160)与所述离子膜(130)之间的阴极气体扩散层采用碳纸、碳布、碳纳米管或多孔聚四氟乙烯材料；和/或，位于所述离子膜(130)与所述阳极盖板(120)之间的阳极催化层采用铂(Pt)、铱(Ir)、氧化铱(IrO₂)或镍(Ni)材料；和/或，所述离子膜(130)采用阳离子交换膜、阴离子交换膜或双极膜。

7.一种电化学反应系统，其特征在于，包括：

电化学反应模块(10)，包括权利要求1-6任一项所述的电化学反应器(100)；

电解液循环模块(20)，包括储液容器(210)和蠕动泵(220)，所述储液容器(210)用于储存电解液，所述蠕动泵(220)通过管路连接于所述储液容器(210)和所述电化学反应器(100)的阳极侧之间；

供气模块(30)，包括储气容器(310)和质量流量计(320)，所述质量流量计(320)通过管路连接于所述储气容器(310)和所述电化学反应器(100)的阴极侧之间；

气体收集模块(40)，包括第一气体收集容器(410)和第二气体收集容器(420)，所述第一气体收集容器(410)连通于所述电化学反应器(100)的阳极侧，所述第二气体收集容器(420)连通于所述电化学反应器(100)的阴极侧；以及，

电化学工作站(50)，包括与所述电化学反应器(100)电连接的电源。

8.根据权利要求7所述的电化学反应系统，其特征在于，还包括气相色谱检测设备(60)，连接于所述电化学反应器(100)的阴极侧。

9.根据权利要求7所述的电化学反应系统，其特征在于，所述储液容器(210)采用聚醚醚酮材料制成。