[发明专利]用于电化学生成氧气和/或氢气的装置及方法

权利要求书

1.一种用于产生氢气和氧气的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(i)在工作电极处还原氧化的介质以产生介质，和在对电极处氧化水以产生氧气；

(ii)氧化所述介质以产生氢气，

其中氧气生成步骤与氢气生成步骤非同时进行，且步骤(ii)的氧化的介质被用作步骤(i)的所述氧化的介质，或步骤(i)的所述介质被用作步骤(ii)的所述介质，并且所述介质在位于析氧反应(OER)开始与析氢反应(HER)开始之间具有可逆的氧化还原波动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(ii)包括在工作电极处氧化所述介质以产生氧化的介质，和在对电极处还原质子以产生氢气。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质为H⁺供体和/或受体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质和所述氧化的介质被阻止与所述对电极接触。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质和/或所述氧化的介质被提供在酸性的水性电解液中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质被提供在电解液中，并且所述电解液的pH在整个步骤(i)中大体上保持恒定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质在位于相对于NHE的﹢0.3到﹢0.9V范围内具有可逆的氧化还原波动。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质为多金属氧酸盐。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多金属氧酸盐和/或氧化的多金属氧酸盐包括2、3、6、7、12、18、24、30或132个金属原子。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多金属氧酸盐和/或所述氧化的多金属氧酸盐中的所述金属原子选自W、Mo、V和Nb中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多金属氧酸盐的通式为[M₁₂O₄₀X]^n-，其中M为金属，X为P或S，n视情况而定为3、4、5或6。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述M为Mo、W或V、或它们的混合物。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，氧化的多金属氧酸盐为H₃Mo₁₂PO₄₀，且所述多金属氧酸盐为H₅Mo₁₂PO₄₀。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化的介质为醌化合物，且所述介质为二氢苯化合物。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述氧化的介质为1,4-醌化合物，且所述介质为1,4-二氢苯化合物。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质和所述氧化的介质是阴离子。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先进行步骤(i)，随后进行步骤(ii)。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(i)包括在所述工作电极与所述对电极之间施加至多-2.0V的偏压。