CN207418869U - 小型二氧化碳高温电解池装置 - Google Patents

小型二氧化碳高温电解池装置 Download PDF

Info

Publication number
CN207418869U
CN207418869U CN201721552292.5U CN201721552292U CN207418869U CN 207418869 U CN207418869 U CN 207418869U CN 201721552292 U CN201721552292 U CN 201721552292U CN 207418869 U CN207418869 U CN 207418869U
Authority
CN
China
Prior art keywords
ring flange
inlet pipe
air outlet
ring
clamping plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201721552292.5U
Other languages
English (en)
Inventor
樊丽权
李栋
姜海燕
王宇威
贾宏葛
熊岳平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qiqihar University
Original Assignee
Qiqihar University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qiqihar University filed Critical Qiqihar University
Priority to CN201721552292.5U priority Critical patent/CN207418869U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN207418869U publication Critical patent/CN207418869U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种小型二氧化碳高温电解池装置，属于电化学装置技术领域。CO2进气管和CO出气管底端固定有法兰盘；外界气体进气管和O2出气管均为空心管体顶端固定有法兰盘，上下两法兰盘间设有一电解质片，电解质片上下两端面上均设有电极层，其中，两电极层上均设有绝缘圈，上下两法兰盘通过绝缘圈夹持带有电极层的电解质片；上下两法兰盘的上下方均设有夹板，夹板为四周设有螺纹孔，中心设有过管孔的板体，夹板的过管孔穿过气管，两夹板四周通过四个螺栓和螺母螺纹旋紧后夹紧两法兰盘。该装置体积小巧，便于实验和实际应用，在阴极界面发生电化学反应能将CO2电解为CO，同时产生的O2‑通过电解质达到阳极界面生成氧气，供人类社会生活使用。

Description

小型二氧化碳高温电解池装置
技术领域
本实用新型涉及一种小型二氧化碳高温电解池装置，属于电化学装置技术领域。
背景技术
随着人类社会的不断发展，人们对于能源的需求不断增加。目前主要的能源形式依然是化石能源，但大量化石能源的使用造成了空气中二氧化碳含量的显著增加，进而加剧了全球变暖和气候变化。如何给地球“降温”是研究者们需要考虑的问题。同时化石能源的不可再生性使得新能源的开发迫在眉睫。固体氧化物燃料电池（SOFC）是将燃料、氧化剂中的化学能直接转化成电能的高效低排放的能量转换装置。固体氧化物电解池（SOEC）在工作原理上可视为固体氧化物燃料电池的逆过程。高温固体氧化物电解池装置利用电能，实现高温条件下CO2在外电压的作用下于阴极界面发生电化学还原，生成燃料用的可燃气体CO，整个反应过程连续高效绿色环保。
固体氧化物电解池的优势在于：（1）由于在高温状态下工作，固体氧化物电解池具有很高的法拉第电流效率；（2）电极材料为过渡金属钙钛矿氧化物，具有储存量大、环境友好以及廉价等特点。（3）SOEC和SOFC模式之间的可逆切换，使得SOEC也可以作为供能系统使用。此外，通过与风电站、太阳能电站之间的结合，SOEC可以将太阳能、风能等二次能源型式产生的间断能源转化为CO作为燃料气体使用。并且反应产生的氧气在特定场所可以作为氧气来源以维持生命系统。
但现有的电解池装置大多体积较大，结构复杂，不利于实验和实际使用。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种小型二氧化碳高温电解池装置，CO2在高温环境中外电压的作用下于阴极界面发生电化学还原，生成CO，同时产生的O2-通过电解质达到阳极界面生成氧气。不仅可以将CO2作为原料进行消耗，还可以生产出氧气和可燃性气体CO，供人类社会生活使用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型二氧化碳高温电解池装置，包括CO2进气管、CO出气管、螺栓、夹板、法兰盘、绝缘圈、电解质片、电极层、螺母、外界气体进气管和O2出气管，CO2进气管和CO出气管均为空心管体，两管底端固定有法兰盘，法兰盘底部开有储气槽，CO2进气管和CO出气管与其底端法兰盘的储气槽连通；外界气体进气管和O2出气管均为空心管体，两管顶端固定有法兰盘，法兰盘顶部开有储气槽，外界气体进气管和O2出气管与其顶端的法兰盘的储气槽连通；上下两法兰盘间设有一电解质片，电解质片上下两端面上均设有电极层，其中，两电极层上均设有绝缘圈，上下两法兰盘通过绝缘圈夹持带有电极层的电解质片；上下两法兰盘的上下方均设有夹板，夹板为四周设有螺纹孔，中心设有过管孔的板体，上方夹板的过管孔穿过CO2进气管和CO出气管后压住上方法兰盘，下方夹板的过管孔穿过外界气体进气管和O2出气管后顶住下方法兰盘，两夹板四周通过四个螺栓和螺母螺纹旋紧后夹紧两法兰盘。
本实用新型的有益效果是：体积小巧，便于实验和实际应用，能将CO2电解为CO，CO2在高温环境中外电压的作用下于阴极界面发生电化学还原，生成CO，同时产生的O2-通过电解质达到阳极界面生成氧气。此实用新型装置不仅可以将CO2作为原料进行消耗，还可以生产出O2和可燃性气体CO，供人类社会生活使用。本实用新型隶属于国家自然科学基金青年科学基金项目（项目编号：51502148）“固体氧化物燃料电池La掺杂SrTiO3纳米纤维基复合阳极的研制及其性能影响机制的研究”。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的爆炸图。
图中标号：
1、CO2进气管，2、CO出气管，3、螺栓，4、夹板，5、过管孔，6、法兰盘，7、绝缘圈，8、电解质片，9、电极层，10、储气槽，11、螺母，12、外界气体进气管，13、O2出气管。
具体实施方式
如图1-2所示，一种小型二氧化碳高温电解池装置，包括CO2进气管1、CO出气管2、螺栓3、夹板4、法兰盘6、绝缘圈7、电解质片8、电极层9、螺母11、外界气体进气管12和O2出气管13，CO2进气管1和CO出气管2均为空心管体，两管底端固定有法兰盘6，法兰盘6底部开有储气槽10，CO2进气管1和CO出气管2与其底端法兰盘6的储气槽10连通；外界气体进气管12和O2出气管13均为空心管体，两管顶端固定有法兰盘6，法兰盘6顶部开有储气槽10，外界气体进气管12和O2出气管13与其顶端的法兰盘6的储气槽10连通；上下两法兰盘6间设有一电解质片8，电解质片8上下两端面上均设有电极层9，其中，两电极层9上均设有绝缘圈7，上下两法兰盘6通过绝缘圈7夹持带有电极层9的电解质片8；上下两法兰盘6的上下方均设有夹板4，夹板4为四周设有螺纹孔，中心设有过管孔5的板体，上方夹板4的过管孔5穿过CO2进气管1和CO出气管2后压住上方法兰盘6，下方夹板4的过管孔5穿过外界气体进气管12和O2出气管13后顶住下方法兰盘6，两夹板4四周通过四个螺栓3和螺母11螺纹旋紧后夹紧两法兰盘6。
该装置中使用的，采用的电解质片8为氧化钪稳定氧化锆电解质片或氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质片或氧化铈基电解质片或镧锶镓镁电解质片；采用的电极层9的阴极为金属或合金与氧离子导体形成的金属陶瓷复合材料，如NiO-YSZ（氧化镍与氧化钇稳定氧化锆形成的金属陶瓷复合材料）电极；阳极为锰酸镧基氧化物或镧锶钴铁氧化物或钡锶钴铁氧化物或钐锶钴氧化物或钇锶钴氧化物或铂电极。阴极界面发生的反应为2CO2+4e-→2CO+2O2-，反应产生的O2-通过电解质传导到阳极界面发生的反应为2O2-→O2+4e-。使用时，CO2通过CO2进气管1进入，在外界电压的作用下与阴极界面发生电化学还原（2CO2+4e-→2CO+2O2-），生成CO从CO出气管2排除，作为燃料气体使用。同时产生的O2-通过电解质片8传导到阳极的电极层9发生反应（2O2-→O2+4e-），生成O2，通过将外界氧气或氮气或空气从外界气体进气管12 进入，使内部生成的O2从O2出气管13排出。

Claims (1)

1.一种小型二氧化碳高温电解池装置，其特征在于：包括CO2进气管（1）、CO出气管（2）、螺栓（3）、夹板（4）、法兰盘（6）、绝缘圈（7）、电解质片（8）、电极层（9）、螺母（11）、外界气体进气管（12）和O2出气管（13），CO2进气管（1）和CO出气管（2）均为空心管体，两管底端固定有法兰盘（6），法兰盘（6）底部开有储气槽（10），CO2进气管（1）和CO出气管（2）与其底端法兰盘（6）的储气槽（10）连通；外界气体进气管（12）和O2出气管（13）均为空心管体，两管顶端固定有法兰盘（6），法兰盘（6）顶部开有储气槽（10），外界气体进气管（12）和O2出气管（13）与其顶端的法兰盘（6）的储气槽（10）连通；上下两法兰盘（6）间设有一电解质片（8），电解质片（8）上下两端面上均设有电极层（9），其中，两电极层（9）上均设有绝缘圈（7），上下两法兰盘（6）通过绝缘圈（7）夹持带有电极层（9）的电解质片（8）；上下两法兰盘（6）的上下方均设有夹板（4），夹板（4）为四周设有螺纹孔，中心设有过管孔（5）的板体，上方夹板（4）的过管孔（5）穿过CO2进气管（1）和CO出气管（2）后压住上方法兰盘（6），下方夹板（4）的过管孔（5）穿过外界气体进气管（12）和O2出气管（13）后顶住下方法兰盘（6），两夹板（4）四周通过四个螺栓（3）和螺母（11）螺纹旋紧后夹紧两法兰盘（6）。
CN201721552292.5U 2017-11-20 2017-11-20 小型二氧化碳高温电解池装置 Expired - Fee Related CN207418869U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201721552292.5U CN207418869U (zh) 2017-11-20 2017-11-20 小型二氧化碳高温电解池装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201721552292.5U CN207418869U (zh) 2017-11-20 2017-11-20 小型二氧化碳高温电解池装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN207418869U true CN207418869U (zh) 2018-05-29

Family

ID=62303416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721552292.5U Expired - Fee Related CN207418869U (zh) 2017-11-20 2017-11-20 小型二氧化碳高温电解池装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN207418869U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111893507A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 西安交通大学 一种适用于光电催化co2还原合成碳氢燃料的在线反应池
CN113012842A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 中国科学院福建物质结构研究所 同位素14c的固化方法
CN113046769A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高效电催化还原二氧化碳的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113012842A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 中国科学院福建物质结构研究所 同位素14c的固化方法
CN113012842B (zh) * 2019-12-20 2022-08-12 中国科学院福建物质结构研究所 同位素14c的固化方法
CN113046769A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高效电催化还原二氧化碳的方法
CN111893507A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 西安交通大学 一种适用于光电催化co2还原合成碳氢燃料的在线反应池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109921060B (zh) 一种基于固体氧化物电池的储电及制合成气的系统和方法
CN111139493B (zh) 一种太阳能光伏光热高温电解水制氢系统及制氢方法
Shen et al. Progress and prospects of reversible solid oxide fuel cell materials
CN204289610U (zh) 一种太阳能-可逆燃料电池的热电联供装置
CN207418869U (zh) 小型二氧化碳高温电解池装置
CN110690855A (zh) 一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统
CN114395775A (zh) 一种闭式清洁能源制氢储能系统
CN101220481B (zh) 空间飞行器的太阳能水基高压高纯氢氧燃料制备方法
CN102497000A (zh) 太阳能光伏-氢储能发电系统
CN115084580A (zh) 基于可逆固体氧化物电池可再生能源就地储能系统及方法
CN103337646A (zh) 家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机
CN102723516A (zh) 一种以液态金属锡为阳极的直碳燃料电池装置
WO2021223570A1 (zh) 储能、碳封存及新能源循环
CN204651400U (zh) 一种固体氧化物燃料电池连接板阳极侧结构
US10840572B1 (en) Solar hydrogen generation and off-peak storage
CN112259765A (zh) 一种基于对称双阴极结构固体氧化物燃料电池电芯的电信号收集方法
CN102299359B (zh) 一种自呼吸醇类燃料电池
CN2658543Y (zh) 一种带有减压阀的金属氢化物储氢装置
CN113890091A (zh) 一种利用储氢系统解决建筑光伏消纳问题的方法
CN204349498U (zh) 一种液化石油气型固体氧化物燃料电池充电站
CN104787763B (zh) 用于碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法
CN103682406B (zh) 利用天然气的固体氧化物燃料电池
Vaculik et al. Calculation of efficiency of hydrogen storage system at the fuel cells laboratory
CN111180835A (zh) 一种基于锌或铝空气电池系统的co2制氢发电方法
CN103939969A (zh) 一种燃料电池建筑发电供暖系统

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180529

Termination date: 20191120