[发明专利]用于产生pH梯度的电化学装置

权利要求书

1.一种无膜电化学装置，包括：

流体进料流，所述流体进料流输入到所述无膜电化学装置；

第一电极，所述第一电极包含被配置成与所述流体进料流的第一部分进行质子耦合氧化反应的第一氧化还原活性材料；

第二电极，所述第二电极包含被配置成与所述流体进料流的第二部分进行质子耦合还原反应的第二氧化还原活性材料，其中所述第一部分和所述第二部分是分离的；

第一流出物料流，所述第一流出物料流包含所述第一部分并具有第一pH；以及

第二流出物料流，所述第二流出物料流包含所述第二部分并具有不同于所述第一pH的第二pH。

2.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一氧化还原活性材料和所述第二氧化还原活性材料中的至少一种涂覆在所述第一电极或所述第二电极中的至少一者上。

3.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一氧化还原活性材料和所述第二氧化还原活性材料中的至少一种是接枝到所述第一电极或所述第二电极中的至少一者上的有机分子。

4.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一氧化还原活性材料和所述第二氧化还原活性材料是相同的。

5.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一氧化还原活性材料和所述第二氧化还原活性材料中的至少一种为醌、吩嗪、吡嗪、喹喔啉及其衍生物中的至少一种，或者所述氧化还原活性材料为离聚物和聚合物中的至少一种，其中所述离聚物和所述聚合物中的所述至少一种包含醌、吩嗪、吡嗪、喹喔啉及其衍生物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一电极和所述第二电极中的每一者包含导电材料、粘合剂和导电粘合剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述流体进料流平行于所述第一电极的第一表面且平行于所述第二电极的第一表面流动，其中所述第一表面彼此面对并由预定距离的间隙分离。

8.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一电极和所述第二电极是多孔的且彼此相对设置，并且所述流体进料流的所述第一部分流过所述第一电极并且所述流体进料流的所述第二部分流过所述第二电极。

9.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一电极和所述第二电极是多孔的。

10.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述第一电极和所述第二电极耦接到能量源，所述能量源被配置成当跨所述第一电极和所述第二电极施加电位时驱动与所述第一氧化还原活性材料的质子耦合氧化反应和与所述第二氧化还原活性材料的质子耦合还原反应，并且被配置成当跨所述第一电极和所述第二电极施加的所述电位反向时驱动与所述第一氧化还原活性材料的质子耦合还原反应和与所述第二氧化还原活性材料的质子耦合氧化反应，使得所述第一流出物料流具有所述第二pH并且所述第二流出物料流具有所述第一pH。

11.根据权利要求1所述的无膜电化学装置，其中所述流体进料流包含目标组分。

12.根据权利要求11所述的无膜电化学装置，其中所述目标组分是二氧化碳。

13.根据权利要求11所述的无膜电化学装置，其中所述目标组分是盐。