[发明专利]一种电解水管状电极和包含其的电解水装置和用途

权利要求书

1.一种电解水管状电极(10)，其特征在于，所述管状电极(10)包括离子交换膜(2)、同轴布置的中空内层管(1)和中空外层管(3)；

其中，所述内层管(1)和外层管(3)之间被所述离子交换膜(2)填充；

所述内层管(1)为电解水阳极管，所述外层管(3)为电解水阴极管；或者所述内层管(1)为电解水阴极管，所述外层管(3)为电解水阳极管；

所述离子交换膜(2)包括质子交换膜或阴离子交换膜；

所述内层管(1)和外层管(3)为管壁透气透水的导电管。

2.根据权利要求1所述的管状电极(10)，其特征在于，电解水阳极管的内表面和/或外表面涂覆或生长有阳极催化剂；所述阳极催化剂选自：

金属铁、钴、镍、钨、钼、铜等元素的氧化物、氢氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硒化物、磷化物、硼化物等非贵金属催化剂；或

铂、钌、铱、钯、铑、银贵金属及铂、钌、铱、钯、铑、银的氧化物；

所述阳极管管道材质为金属或碳基的多孔导电材料。

3.根据权利要求1所述的管状电极(10)，其特征在于，电解水阴极管的内表面和/或外表面涂覆/或生长有阴极催化剂；所述阴极催化剂选自：

金属铁、钴、镍、钨、钼、铜等元素的氧化物、氢氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硒化物、磷化物、硼化物等非贵金属催化剂；或

铂、钌、铱、钯、铑、银贵金属及铂、钌、铱、钯、铑、银的氧化物；

所述阴极管管道材质管道材质为金属或碳基的多孔导电材料。

4.根据权利要求1所述的管状电极(10)，其特征在于，

所述阴极管上设置多孔阵列电极，所述多孔阵列电极包括：

多孔导电基底和生长在所述多孔导电基底上的初级阵列结构，所述初级阵列结构的每个单元形状为球形或椭球形的至少一部分；放射状生长在所述初级阵列结构的每个单元表面的片状、锥状、或尖刺状的次级纳米结构；

优选地，所述初级阵列结构和次级纳米结构选自铂、钌、铱、钯、铑、或银；

优选地，所述初级阵列结构和次级纳米结构均为铂；

优选地，所述多孔阵列电极的制备方法包括以下步骤：

(1)用一定质量分数的酸性溶液刻蚀多孔导电基底，然后洗涤，得到表面具有粗糙结构的多孔导电基底；

(2)在一定浓度的氯化物的电解质溶液中，配置一定浓度的可溶性铂溶液，得到混合溶液；

(3)在步骤(2)得到的所述混合溶液中，采用三电极体系进行电沉积，其中，步骤(1)得到的所述多孔导电基底为工作电极，电沉积一段时间后拿出、清洗、烘干即得到所述多孔阵列电极。

5.根据权利要求1所述的管状电极，其特征在于，所述管状电极一端被绝缘层、内层管(1)或者外层管(3)密封。

6.一种可生成微纳富氢水的电解水装置，其特征在于，其包括权利要求1-5任一项所述的电解水管状电极(10)。

7.根据权利要求6所述的电解水装置，其特征在于，当所述内层管(1)为阳极管，所述外层管(3)为阴极管时，使用时水在所述外层管(3)的外部；

所述电解水装置的设计如下：

所述电解水装置为富氢杯或富氢机，其包含电解装置基座，所述电解装置基座上设置：具有通孔的绝缘固定板(101)和至少一个权利要求2或3所述的管状电极(10)；

其中，每个所述管状电极(10)的以密封端朝上的方式设置在所述固定板(101)上，且设置方式使得所述固定板(101)上的所有通孔被包围在所述阳极管内部；

所述富氢杯的杯体或者富氢机的机体与所述电解装置基座连接。