[发明专利]一种电极与隔膜零间距的电化学制备过氧化氢装置及其使用方法

权利要求书

1.一种电极与隔膜零间距的电化学制备过氧化氢装置，包括由阳离子交换膜隔开的阳极和阴极，阳离子交换膜的一侧设有与其一侧表面相通的阳极腔，阳极置于阳极腔内；

阳极、阴极均采用与带催化剂层的氢燃料电池用气体扩散电极；

阳极、阴极分别贴合于阳离子交换膜的二侧表面，阳极和阴极带催化剂层的一侧表面分别面向阳离子交换膜；阴极远离阳离子交换膜的一侧表面贴合有导电亲水多孔介质，于靠近阴极的导电亲水多孔介质表面设有气体流场。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：阳极催化剂层采用的氢氧化催化剂为以铂或铂钌合金为活性成份的含有铂或铂钌合金催化剂；阴极催化剂层采用的氧还原催化剂为碳粉催化剂。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：阴极采用憎水的气体扩散电极，阴极的气体扩散层表面憎水，且与导电亲水多孔介质相连，且二者之间具有气体流通通道。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述阴极包括层叠的催化剂层和气体扩散层，所述阴极气体扩散层表面憎水通过在气体扩散层中加入气体扩散层2％-70％重量的PTFE实现。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述导电亲水多孔介质为亲水多孔网，其材质为碳、镍、钛中的一种。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述导电亲水多孔介质的亲水性通过往多孔介质表面及孔道表面中加入亲水物质层实现，亲水物质为钛氧化物、硅氧化物、聚醚砜、聚乙烯醇中的一种或二种以上；其加入量为导电亲水多孔介质重量的0.1-20％。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述多孔介质的孔隙率为5％-96.8％，孔径尺寸为2μm-8mm。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：多孔介质为平板状，多孔介质的厚度为0.1mm-0.1m。

9.一种权利要求1-8任一所述装置的使用方法，其特征在于：

使用过程为：向阳极腔中通入氢气，阴极的导电亲水多孔介质的气体流场中通入氧气和/或者空气；阳极与阴极之间接入外部电源，阳极与电源的正极相连，阴极与电源的负极相连，阳极和阴极间的电压不超过1.48V；阴极电还原生成的过氧化氢被亲水多孔介质吸收并转移。