Способ и электрохимическая ячейка для управления электрохимическими реакциями - RU2016106698A
Код документа: RU2016106698A
Формула
1. Способ управления электрохимической реакцией в электрохимической ячейке с газодиффузионным электродом, расположенным между жидким электролитом и газовой областью, содержащий:
создание перепада давлений между жидким электролитом и газовой областью, меньшего, чем давление увлажнения или точка образования пузырьков газодиффузионного электрода относительно жидкого электролита и газа, используемых или потребляемых при работе ячейки;
при этом давление увлажнения или точка образования пузырьков составляет более 0,2 бар.
2. Способ по п. 1, в котором внутри газодиффузионного электрода образуется граница раздела твердое тело-жидкость-газ.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором избыточное давление на жидкоэлектролитной стороне газодиффузионного электрода по сравнению с газовой стороной газодиффузионного электрода является меньшим, чем давление увлажнения во время использования.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором избыточное давление на газовой стороне газодиффузионного электрода по сравнению с жидкоэлектролитной стороной газодиффузионного электрода является меньшим, чем точка образования пузырьков во время использования.
5. Способ по п. 1 или 2, в котором газодиффузионный электрод является беспузырчатым или практически свободным от образования пузырьков во время использования.
6. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 1 бар, а перепад давлений составляет менее 1 бар.
7. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 2 бар, а перепад давлений составляет менее 2 бар.
8. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 3 бар, а перепад давлений составляет менее 3 бар.
9. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 4 бар, а перепад давлений составляет менее 4 бар.
10. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 5 бар, а перепад давлений составляет менее 5 бар.
11. Способ по п. 1 или 2, в котором давление увлажнения или точка образования пузырьков больше или равны 6 бар, а перепад давлений составляет менее 6 бар.
12. Способ по п. 1 или 2, в котором перепад давлений устанавливают на примерно 0,1 бар, примерно 0,2 бар или примерно 0,3 бар ниже давления увлажнения газодиффузионного электрода, когда жидкий электролит имеет более высокое давление, чем газовая область.
13. Способ по п. 1 или 2, в котором перепад давлений устанавливают на примерно 0,1 бар, примерно 0,2 бар или примерно 0,3 бар ниже точки образования пузырьков газодиффузионного электрода, когда газовая область имеет более высокое давление, чем жидкий электролит.
14. Способ по п. 1 или 2, в котором перепад давлений устанавливают на от примерно 1 бар до примерно 2 бар ниже давления увлажнения газодиффузионного электрода, когда жидкий электролит имеет более высокое давление, чем газовая область.
15. Способ по п. 1 или 2, в котором перепад давлений устанавливают на от примерно 1 бар до примерно 2 бар ниже точки образования пузырьков газодиффузионного электрода, когда газовая область имеет более высокое давление, чем жидкий электролит.
16. Электрохимическая ячейка, содержащая:
газодиффузионный электрод с давлением увлажнения или точкой образования пузырьков более 0,2 бар относительно жидкого электролита и газа, используемых или потребляемых при работе этой ячейки; и
газодиффузионный электрод расположен между жидким электролитом и газовой областью;
при этом при использовании между жидким электролитом и газовой областью создается меньший перепад давлений, чем давление увлажнения или точка образования пузырьков.
17. Ячейка по п. 16, в которой газодиффузионный электрод содержит:
непроводящий газопроницаемый материал, который является практически непроницаемым для жидкого электролита во время нормального эксплуатационного использования электрода; и
пористый проводящий материал, предусмотренный на жидкоэлектролитной стороне газодиффузионного электрода.
18. Ячейка по п. 17, в которой непроводящий газопроницаемый материал предусмотрен на газовой стороне газодиффузионного электрода.
19. Ячейка по п. 17 или 18, в которой пористый проводящий материал прикреплен к непроводящему газопроницаемому материалу путем ламинирования на непроводящий газопроницаемый материал.
20. Ячейка по п. 17 или 18, в которой пористый проводящий материал прикреплен к газопроницаемому материалу с использованием связующего материала.
21. Ячейка по п. 17 или 18, в которой пористый проводящий материал нанесен на по меньшей мере часть непроводящего газопроницаемого материала.
22. Ячейка по любому из пп. 16-18, в которой перепад давлений увеличивает эффективность ячейки.
23. Ячейка по любому из пп. 16-18, в которой на газодиффузионном электроде не создаются пузырьки газа.
24. Ячейка по любому из пп. 16-18, в которой газодиффузионный электрод включает в себя барьерный слой.
25. Ячейка по п. 17, в которой газопроницаемый материал имеет характеристический размер пор от примерно 50 нм до примерно 500 нм и образован из ПТФЭ.
26. Ячейка по п. 17, в которой газопроницаемый материал имеет размер пор примерно 0,2 мкм.
27. Ячейка по п. 17, в которой газопроницаемый материал имеет размер пор примерно 0,1 мкм.
28. Ячейка по любому из пп. 25-27, в которой размер пор является практически однородным.
29. Ячейка по любому из пп. 16-18, 25-27, включающая в себя устройство измерения давления для измерения перепада давлений.
30. Ячейка по п. 29, включающая в себя устройство управления, выполненное с возможностью регулирования перепада давлений на основе измеренного перепада давлений.
31. Ячейка по п. 30, в которой устройство управления регулирует перепад давлений на предварительно выбранном значении.
32. Ячейка по п. 30, в которой устройство управления выполнено с возможностью поддерживать перепад давлений меньшим, чем давление увлажнения или точка образования пузырьков.
33. Ячейка по любому из пп. 30-32, в которой устройство управления выполнено с возможностью регулировать давление жидкого электролита.
34. Ячейка по любому из пп. 30-32, в которой устройство управления выполнено с возможностью регулировать давление в газовой области.
