Модульные электрохимические ячейки - RU2016106905A
Код документа: RU2016106905A
Формула
1. Газодиффузионный электрод для электросинтетической или электроэнергетической ячейки, содержащий:
один или более газопроницаемых слоев;
первый проводящий слой, предусмотренный на первой стороне газодиффузионного электрода; и
второй слой, предусмотренный на второй стороне газодиффузионного электрода;
при этом упомянутые один или более газопроницаемых слоев обеспечивают газовый канал, и упомянутые один или более газопроницаемых слоев помещены между упомянутым первым проводящим слоем и упомянутым вторым слоем.
2. Электрод по п. 1, в котором первый проводящий слой содержит пористый проводящий материал.
3. Электрод по п. 1 или 2, в котором второй слой обеспечивает второй проводящий слой.
4. Электрод по п. 3, в котором второй проводящий слой содержит пористый проводящий материал.
5. Электрод по п. 2 или 4, в котором пористый проводящий материал является пористым металлическим материалом.
6. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, в котором при использовании первая сторона газодиффузионного электрода и вторая сторона газодиффузионного электрода входят в контакт с жидким электролитом.
7. Электрод по п. 6, в котором при нормальном эксплуатационном использовании один или более газопроницаемых слоев являются газопроницаемыми и непроницаемыми для жидкого электролита.
8. Электрод по п. 2 или 4, в котором пористый проводящий материал является газопроницаемым и проницаемым для жидкого электролита.
9. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, в котором имеются два или более газопроницаемых слоя.
10. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, содержащий прокладку, помещенную между первым проводящим слоем и вторым слоем.
11. Электрод по п. 10, в котором упомянутая прокладка образует по меньшей мере часть газового канала.
12. Электрод по п. 10, в котором упомянутая прокладка представляет собой материал, отличающийся от одного или более газопроницаемых слоев.
13. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, в котором газодиффузионный электрод является двусторонним электродом.
14. Электрод по п. 13, дополнительно содержащий электролитную прокладку, помещенную между смежными газодиффузионными электродами.
15. Электрод по п. 14, в котором жидкий электролит может перемещаться через электролитную прокладку.
16. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, в котором первый проводящий слой и/или второй слой предусмотрены смежно с одним или более газопроницаемыми слоями или на нем(них).
17. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, в котором первый проводящий слой и/или второй слой осаждены на одном или более газопроницаемых слоях.
18. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, в котором газовый канал способен переносить газ внутри в газодиффузионном электроде.
19. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, в котором один или более газопроницаемых слоев образованы из газопроницаемого материала.
20. Электрод по п. 19, в котором газопроницаемый материал выбирается из группы, состоящей из PTFE, ePTFE, полипропилена, полиэтилена, полиэфирсульфона и полисульфона.
21. Электрод по п. 10, в котором один или более газопроницаемых слоев и прокладка являются соприкасающимися.
22. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20, 21, в котором газ извлекается или вводится в газовый канал, который является по существу параллельным каналу электролита.
23. Электрод по п. 22, в котором газ извлекается или вводится в одном направлении, а второй газ извлекается или вводится в другом направлении через второй газовый канал во втором газодиффузионном электроде.
24. Электрод по п. 23, в котором канал электролита является отдельным от газового канала и помещен между газодиффузионным электродом и вторым газодиффузионным электродом.
25. Электрод по п. 10, в котором прокладка является гибкой.
26. Электрод по п. 10, в котором прокладка является непроводящим полимером.
27. Электрод по п. 10, в котором прокладка является полиолефиновым ситом.
28. Электрод по п. 10, в котором прокладка снабжена полимерными структурами с тиснением.
29. Электрод по п. 10, в котором прокладка является электрически изолирующей полимерной сетью.
30. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20-21, 23-29, в котором на газодиффузионном электроде пузырьки газа не производятся.
31. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20-21, 23-29, в котором газодиффузионный электрод включает в себя барьерный слой.
32. Электрод по п. 31, в котором барьерный слой ограничивает количество нежелательного газа, проникающего через газодиффузионный электрод.
33. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20-21, 23-29, 32, в котором газодиффузионный электрод имеет давление увлажнения выше 0,2 бар.
34. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20-21, 23-29, 32, в котором газодиффузионный электрод имеет давление увлажнения примерно 3,4 бар или больше.
35. Электрод по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 11, 12, 14, 15, 20-21, 23-29, 32, в котором проводимость газодиффузионного электрода изменяется по толщине газодиффузионного электрода.
36. Газодиффузионный электрод для электросинтетической или электроэнергетической ячейки, содержащий:
один или более газопроницаемых слоев; и
первый проводящий слой, предусмотренный на первой стороне газодиффузионного электрода;
при этом упомянутые один или более газопроницаемых слоев обеспечивают газовый канал, и при этом газ извлекается или вводится в газовый канал, который является по существу параллельным каналу электролита.
37. Газодиффузионный электрод для электросинтетической или электроэнергетической ячейки, содержащий:
один или более газопроницаемых слоев; и
первый проводящий слой, предусмотренный на первой стороне газодиффузионного электрода;
при этом упомянутые один или более газопроницаемых слоев обеспечивают газовый канал, и при этом газодиффузионный электрод имеет давление увлажнения выше 0,2 бар.
38. Электросинтетическая или электроэнергетическая ячейка, содержащая газодиффузионный электрод по любому из пп. 1-37.
39. Ячейка по п. 38, причем ячейка является частью модульного реактора, который может быть прикреплен к другим модульным реакторам.
40. Ячейка по п. 39, в которой модульный реактор включает в себя корпус, который содержит жидкий электролит, используемый этой ячейкой.
41. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка является слоистой компоновкой из множества газодиффузионных электродов.
42. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка является гибкой.
43. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка является спирально-навитой.
44. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка является плоской слоистой компоновкой.
45. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка включает в себя множество электродов из полого волокна.
46. Ячейка по любому из пп. 38-40, причем ячейка включает в себя одну или более пар катод/анод, образованных из газодиффузионных электродов.
47. Ячейка по п. 39, при этом модульный реактор используется для локальной работы в том месте, где продукты этого реактора необходимы пользователю.
48. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является топливным элементом.
49. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является щелочным топливным элементом или кислотным топливным элементом.
50. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является обратимым топливным элементом, который также облегчает обратную реакцию.
51. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является щелочным электролизером воды.
52. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка используется для получения: (a) хлора, (b) перекиси водорода, (c) топлив из CO2, (d) озона, (e) каустика, (f) перманганата калия, (g) хлората, (h) перхлората, (i) фтора, (j) брома или (k) персульфата.
53. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является хлорщелочной ячейкой, и газообразный хлор или газообразный водород извлекаются из этой ячейки через газодиффузионный электрод.
54. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, в которой газодиффузионный электрод извлекает кислород из окружающего атмосферного воздуха.
55. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, причем ячейка является топливным элементом, и газообразный кислород вводится через газодиффузионный электрод, а газообразный водород вводится через второй газодиффузионный электрод.
56. Ячейка по любому из пп. 38-40, 47, в которой при использовании большее давление приложено к жидкому электролиту, чем к газу в газовой области, или где большее давление приложено к газу в газовой области, чем к жидкому электролиту.
