[发明专利]一种新型高温电化学制尿素电解池装置及应用

权利要求书

1.一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：包括阴极板(1)、阴极流道(2)、阳极板(3)、阳极流道(4)、阴极气体扩散层(5)、阴极催化剂层(6)、普通垫片(7)、阴极电解液室垫片(8)、阴极电解液层(9)、固态电解质层(10)、阳极催化剂层(11)、阳极气体扩散层(12)、加热系统(13)、高温压紧螺丝(14)、电解池保温箱(15)，

高温电解池的阴极板(1)和阳极板(3)上分别刻有供气液流通的阴极流道(2)和阳极流道(4)，阴极板(1)上有阴极流道进口(16)和阴极流道出口(17)，阳极板(3)上有阳极流道进口(18)和阳极流道出口(19)，每侧极板上均设有一个电源接口(20)；阴极板(1)和阳极板(3)之间通过普通垫片(7)分隔，普通垫片(7)与阴极板(1)之间可额外增加一个阴极电解液室垫片(8)，用于存放阴极电解液层(9)；阴极电解液室垫片(8)上设有电解液进口(21)和电解液出口(22)；阴极板(1)、阳极板(3)、普通垫片(7)及阴极电解液室垫片(8)通过高温压紧螺丝(14)连接固定；阴极板(1)上和阳极板(3)上设有加热系统(13)，电解池外部设有电解池保温箱(15)；阴极板(1)、阳极板(3)、普通垫片(7)及阴极电解液室垫片(8)之间形成封闭空间，该封闭空间内设有催化剂层、气体扩散层、电解质及电解液层，其排列顺序由阴极板(1)至阳极板(3)依次为，阴极气体扩散层(5)、阴极催化剂层(6)、阴极电解液层(9)、固态电解质层(10)、阳极催化剂层(11)、阳极气体扩散层(12)。

2.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述电解池阴极板(1)和阳极板(3)为圆形、方形或菱形。

3.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述电解池的阴极板(1)、阴极流道(2)、阳极板(3)、阳极流道(4)、加热系统(13)、高温压紧螺丝(14)、阴极流道进口(16)、阴极流道出口(17)、阳极流道进口(18)、阳极流道出口(19)、电源接口(20)的材质为石墨、不锈钢、工程塑料中的一种或二种以上。

4.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述电解池保温箱(15)，用于保证电解池内反应温度，其材质为无机保温材料、有机保温材料中的一种或二种以上。

5.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述普通垫片(7)和阴极电解液室垫片(8)用于密封电解池、避免双极板短路，此外，阴极电解液室垫片(8)用于构建一个阴极电解液室；垫片材质为硅胶、聚四氟乙烯、工程塑料中的一种或二种以上。

6.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述阴极气体扩散层(5)、阳极气体扩散层(12)的材质为碳纸、碳布、多孔金属及合金、多孔金属化合物、多孔不锈钢中的一种或二种以上。

7.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述阴极催化剂层(6)、阳极催化剂层(11)的材质为非金属、非贵金属、贵金属中的一种或二种以上。

8.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述阴极板(1)、阳极板(3)、普通垫片(7)及阴极电解液室垫片(8)之间形成封闭空间，该封闭空间内设有催化剂层、气体扩散层、电解质及电解液层，各层厚度总和与封闭空间厚度一致。

9.根据权利要求1所述的一种新型高温电化学制尿素电解池装置，其特征在于：所述阴极流道进口(16)、阴极流道出口(17)设于阴极板(1)外侧，阳极流道进口(18)、阳极流道出口(19)设于阳极板(2)外侧，电解液进口(21)、电解液出口(22)设于阴极电解液室垫片(8)外侧，进口及出口位置可根据实际反应需求互换。