[发明专利]一种用于碳中和测试的电解池及其应用

说明书

本发明提供了一种用于碳中和测试的电解池，包括工作电极电解池杯体，工作电极电解池进气口，工作电极电解池出气口，盐桥接口，对比电极电解池杯体，对比电极电解池进气口，对比电极电解池出气口，连接管，法兰和固定点。所述电解池采用一体成型设计，这可最大限度提高电解池的密闭性。此外，工作电极电解池杯体与对比电极电解池杯体为相对独立设计且分别设置有独立的进出气口，两个电解池杯体采用带有法兰的玻璃连接管进行连接，这样不仅方便在碳中和电催化反应中随时取样检测，还便于测试气体的控制和切换以及消除在测试过程中氧气的影响；在连接管中设置法兰便于控制电解液的扩散。本发明所提供的电解池主要用于二氧化碳电催化还原测试。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及一种用于碳中和测试的电解池及其应用。

背景技术

随着人类活动对能源的需求在不断增长，不可再生的化石燃料(例如石油、煤炭和天然气等)作为现今的主要能源，面临着能源危机、环境污染和温室效应等问题。二氧化碳又被称为温室气体，是造成温室效应的“元凶”，而人们计算二氧化碳的排放总量然后通过植树造林和节能减排等形式来抵消二氧化碳，从而实现二氧化碳的“零排放”，即实现碳中和。因此，研究二氧化碳的转化和利用，探索出一种可持续的能源转化策略，是一项紧迫的科学技术挑战和亟需解决的问题(Ming Y H,Sun Y H,Han B X.Green Carbon Science:Scientific Basis for Integrating Carbon Resource Processing,Utilization,andRecycling[J].Angewandte Chemie International Edition,2013,52(37),9620-9633)。

CO₂还原能够将CO₂转换为燃料和化工原料等化学品，是实现“碳中和”的一种极有前途的方式(Walter,Leitner.ChemInform Abstract:Supercritical Carbon Dioxide asa Green Reaction Medium for Catalysis[J].ChemInform,2010,33(49):746-756.)。利用可再生能源在温和可控的条件下电催化还原转化二氧化碳为有用燃料和化学品是能源化学的重要前沿，具有广阔的应用前景；其核心挑战是开发高性能二氧化碳还原反应(CO₂RR)的电催化剂及实现电催化剂反应的装置，从而提高目标产物产率和实现高选择性。电解池设计是电催化剂反应中非常重要实验设备之一。目前，常用的电解池通常采用进气口直接与电解池杯体相连接的设计，通气不易控制，而且还会给实验操作带来很多不便。大多数电解池的对电极和参比电极通常是直接与电解池杯体中的电解液直接接触，这也会给测试带来很大的麻烦。此外，大多数电解池还存在电极安装拆卸及清洗困难等问题。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于碳中和测试的电解池来解决上述背景技术提出的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于碳中和测试的电解池，其特征在于，包括工作电极电解池杯体，工作电极电解池进气口，工作电极电解池出气口，盐桥接口，对比电极电解池杯体，对比电极电解池进气口，对比电极电解池出气口，连接管，法兰和固定点；其中，所述工作电极电解池进气口，所述工作电极电解池出气口和所述盐桥接口分别与所述工作电极电解池杯体连接为一体成型；所述对比电极电解池进气口和所述对比电极电解池出气口分别与所述对比电极电解池杯体连接为一体成型；所述工作电极电解池杯体与所述对比电极电解池杯体通过所述连接管连接；所述连接管中部设置有法兰；所述对比电极电解池进气口与所述对比电极电解池杯体之间设置有所述固定点；所述工作电极电解池杯体上部设置有内磨口，所述工作电极电解池杯体可通过磨口与工作电极进行可拆卸连接；所述对比电极电解池杯体上部设置有内磨口，所述对比电极电解池杯体可通过磨口与对比电极进行可拆卸连接；所述工作电极电解池杯体可通过所述盐桥接口与盐桥连接后再与参比电极连接。