[发明专利]一种带有高稳定性阴极的电化学电解槽

权利要求书

1.一种带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，包括：

阳极、阴极，以及设置在所述阴极和阳极之间的多孔固体电解质层；

其中，所述阳极包括依次设置的阳极集流板、阳极电催化层以及阳离子交换膜；

所述阴极包括依次设置的阴极集流板、气体扩散层、阴极电催化层以及阴离子交换膜，所述阴离子交换膜中含有铸膜增强剂；

所述多孔固体电解质层设置在所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜之间。

2.根据权利要求1所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阳极集流板内设有阳极反应室，所述阳极反应室设有用于通入去离子水的进水口和排出气体的出气口。

3.根据权利要求2所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阴极集流板内设有与所述气体扩散层接触的阴极反应室，所述阴极反应室设有用于通入气体的阴极室入口，以及排出气体的阴极室出口。

4.根据权利要求3所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述多孔固体电解质层内设有连通所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜的反应通孔，所述反应通孔内填充有固态电解质颗粒，所述多孔固体电解质层设有与所述反应通孔连通的固体电解质层进液口和固体电解质层出液口。

5.根据权利要求1所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阴离子交换膜由铸膜增强剂、聚合单体、交联剂以及引发剂按比例制成。

6.根据权利要求5所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阴极电催化层设置在所述气体扩散层上。

7.根据权利要求6所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阴离子交换膜的制备方法包括：

步骤11、将所述铸膜增强剂、所述聚合单体、所述交联剂以及所述引发剂按1：(2-6)：(0.2-0.7)：(0.005-0.05)的比例混合，形成混合液；

步骤12、将所述混合液涂膜，并加热聚合，得到模体；

步骤13、将步骤12中得到的所述模体浸泡在浓度5％-15％的三甲胺水溶液中以季胺化，浸泡时间为20-50小时；

步骤14、将季胺化的所述模体采用去离子水冲洗，得到所述阴离子交换膜。

8.根据权利要求7所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述铸膜增强剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚醚砜和聚甲醛中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述聚合单体选自4-苯乙烯吡啶、苯并咪唑、2-苯基苯并咪唑、二乙烯基苯、2-乙烯基吡啶、1-乙烯基咪唑中的一种或多种。

10.根据权利要求7所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述交联剂选自聚醚胺、聚乙烯聚胺、聚乙烯亚胺中的一种。

11.根据权利要求7所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述引发剂选自偶氮类、有机过氧类、无机过氧类化合物中的一种。

12.根据权利要求7所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述步骤11中加热温度为80-140℃，加热时间为20-50小时。

13.根据权利要求1所述的带有高稳定性阴极的电化学电解槽，其特征在于，所述阴极电催化层的制备方法包括：

步骤21、将所述阴极电催化剂、疏水剂以及所述阳离子表面活性剂按1:(0.2-0.6)：(0.2-1)的比例加入溶剂中；

步骤22、将步骤21中的所述溶剂超声分散均匀后，覆盖至所述气体扩散层上；

步骤23、将步骤22中所述气体扩散层上的所述溶剂加热蒸发，得到所述阴极电催化层。