[发明专利]一种基于高温高压电解技术的电化学合成装置

权利要求书

1.一种基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，该基于高温高压电解技术的电化学合成装置包括固体氧化物电解池、气体控制系统和热管理系统，其中，固体氧化物电解池具有电解质层和分别位于电解质层的相对两侧的阴极层和阳极层，其中，阴极层和阳极层中分别担载着化学品或油品合成所需的催化剂组分以耦合高温电解水蒸气和/或二氧化碳反应与高温电催化反应，从而制备高压氢气、合成气与氧气并直接合成化学品或油品；气体控制系统用于控制气体反应物与气体产物的组成、流量和压力；热管理系统用于监测与控制固体氧化物电解池的环境温度与电极温度。

2.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，根据阴极层和/或阳极层上的反应过程，电解质层选用的材料为能够传导氧离子、质子和碳酸根离子中的一种或多种电荷载体的无机氧化物和/或碳酸盐。

3.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，阴极层的表面制备阴极集电层，用于电荷收集并降低接触阻抗。

4.根据权利要求3所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，阴极层和阴极集电层中除了具有对水蒸气和/或二氧化碳的解离具有电催化活性的组分外，还包含能够催化合成化学品或油品的活性催化剂。

5.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，阳极层的表面制备阳极集电层，用于电荷收集并降低接触阻抗。

6.根据权利要求5所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，阳极层和阳极集电层中除了具有氧析出反应具有电催化活性的组分外，还包含能够实现化学品或油品的活性催化剂。

7.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，气体控制系统包括流量计和压力传感器，分别调节和控制通向阴极与阳极上的反应物气体以及产物气体的流量和压力，保障两个电极侧压力的平衡。

8.根据权利要求7所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，气体控制系统还包括用于纯化反应物气体的纯化单元和用于分离产物气体与未反应的反应物成分的分离单元。

9.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，热管理系统包括固体氧化物电解池控制单元，用于监测并调控固体氧化物电解池的环境温度、阴极层温度和阳极层温度，并将阴极层与阳极层温差反馈给气体控制系统后通过调节反应物气体流量进行温度调节，保障两侧温度保持相同。

10.根据权利要求1所述的基于高温高压电解技术的电化学合成装置，其特征在于，热管理系统还包括用于预热反应物气体的预热单元和用于回收产物气体余热的回收单元。