本实用新型专利技术公开了一种气
【技术实现步骤摘要】
一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置
[0001]本技术属于电催化还原
，具体涉及一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置。
技术介绍
[0002]CO2电催化还原产合成气是通过CO2资源化利用实现碳中和的有效途径之一，其中气体扩散电极(GDE)技术可以突破气体溶解度限制，在二氧化碳电还原领域逐渐兴起。使用中性或碱性介质并结合气体扩散电极设计的薄层液流电解器工作时可以实现百毫安级电流密度，达到实用水平。
[0003]现有的电堆结构的电解装置由若干通过固定件叠合固定在一起的电解单元组成，每个电解单元由阴极一侧到阳极一侧依次包括有阴极板、工作电极(阴极)、碱性离子交换膜、对电极(阳极)和阳极板。阴极板和阳极板内侧都设有流道或流场，用于通入CO2和电解质进行CO2的电催化还原。该催化还原反应的适宜温度约在50
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60摄氏度，因此需要在反应过程中根据需要对电解装置进行冷却，以保证其反应温度在适宜的温度范围内。
[0004]目前对上述结构的电解装置采用液冷方式冷却，需要将冷却后回收的液态冷却介质导出电解装置后，通过相应散热器进行冷却后再回收利用，电解装置和冷却装置结构不够紧凑，需要较大空间进行布置。而采用气冷方式的冷却结构，则由于电堆结构的电解装置暴露在外能接触冷风的面积较小，导致冷却效果不佳。因此现有的用于该种电解装置的冷却结构仍有各种缺陷，需要进一步改进。
技术实现思路
[0005]本技术提供了一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，用于解决现有技术中冷却装置冷却效果不佳及布置受空间限制的技术问题。
[0006]所述的一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，包括极板、膜电极组件和风冷模块，所述极板设有延伸而出的混合冷却板，所述混合冷却板截面小于所述极板并套接有散热鳍片，所述极板上部为组成电解单元的工作部，所述工作部内设有冷却流道，所述混合冷却板内设有散热流道，所述冷却流道出液端与所述散热流道进液端连通，所述风冷模块用于向所述混合冷却板输送冷风。
[0007]优选的，所述混合冷却板向下延伸，所述散热鳍片垂直套接固定在所述混合冷却板外侧，相邻的混合冷却板上的所述散热鳍片相互间具有间隙。
[0008]优选的，所述风冷模块包括底座壳体和风扇，所述底座壳体安装在所述工作部下面，所述混合冷却板伸入所述底座壳体内，所述底座壳体一侧设有所述风扇而另一侧设有通风槽，所述风扇的吹风方向与所述混合冷却板的设置方向一致。
[0009]优选的，所述底座壳体的顶部设有插槽，所述插槽与所述混合冷却板一一对应，所述插槽的插入口位于底座壳体的安装开口，所述安装开口位于设有所述通风槽的一侧，所述安装开口可拆卸安装有侧盖板，所述通风槽设于所述侧盖板上。
[0010]优选的，所述安装开口的一侧设有管路设置槽，所述混合冷却板底部设有位于安装开口方向的出液支管，所述出液管与所述散热流道的出液端连通，各个出液支管均连通一个出液总管，所述出液总管的出液端从所述管路设置槽伸出。
[0011]优选的，所述极板包括位于所述电解装置两端的阴极板和阳极板，以及位于阴极板和阳极板之间的双极板，所述双极板两侧分别设有阴极流道和阳极流道，在同一个双极板中，所述冷却流道位于所述阴极流道和所述阳极流道之间。
[0012]本技术具有以下优点：本方案中每个极板同时被气冷和液冷两种方式冷却，冷却效果叠加并通过伸出的混合冷却板和散热鳍片增加了气冷方式的散热面积，有效保证了较好的冷却效果。另一方面，液冷部分在离开工作部后在风冷模块中受到较强的气冷散热效果，从而让进入散热流道中吸收了工作部热量的冷却液能被快速冷却，从而将冷却液回收循环冷却。该结构让液冷部分不必在他处设置额外的冷却液散热装置，节约了管路和散热装置，提高了冷却结构与工作部之间的结构紧凑型，同时保证了对冷却液的散热效果，便于布置。
附图说明
[0013]图1为本技术一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置的结构示意图。
[0014]图2为图1所示结构除去侧盖板后在另一视角下的结构示意图。
[0015]图3为图1所示结构拆除底座壳体后的结构示意图。
[0016]图4为图1所示结构中单个极板的内部结构示意图。
[0017]图5为图1所示结构中风冷模块的结构示意图。
[0018]图6为图2所述结构中A区域的放大图。
[0019]附图中的标记为：1、风冷模块，11、风扇，12、底座壳体，13、侧盖板，14、插槽，15、通风槽，16、安装开口，17、管路设置槽，2、极板，21、工作部，22、混合冷却板，23、散热鳍片，24、进液支管，25、出液支管，26、出液总管，27、连接口，28、冷却流道，29、散热流道。
具体实施方式
[0020]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0021]如图1
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6所示，本技术提供了一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，包括极板2和夹在相邻极板2间的膜电极组件，所述极板2和所述膜电极组件通过贯穿二者的固定件连接固定。该电催化装置还包括风冷模块1，所述极板2设有延伸而出的混合冷却板22，所述混合冷却板22截面小于所述极板2并套接有散热鳍片23，所述极板2上部为组成电解单元的工作部21，所述工作部21内设有冷却流道28，所述混合冷却板22内设有散热流道29，所述冷却流道28出液端与所述散热流道29进液端连通，所述风冷模块1用于向所述混合冷却板22输送冷风。由于混合冷却板22和散热鳍片23散热面积明显增大，气冷效果明显增强，同时液态的冷却介质经过工作部21对其实现液冷后，进入混合冷却板22也受到冷风散热作用，温度降低，从而可以让其热量散失，从而更好地被回收用于液冷，风冷模块1与混合冷却板22与电解装置本体结构更加紧凑，占用空间小，便于布置。
[0022]所述混合冷却板22向下延伸，所述散热鳍片23垂直套接固定在所述混合冷却板22外侧，相邻的混合冷却板22上的所述散热鳍片23相互间具有间隙。各个散热鳍片23之间都有间隙让冷风吹过时让散热鳍片23与冷风的接触面积尽可能大，避免通电后散热器片之间接触导电。
[0023]所述风冷模块1包括底座壳体12和风扇11，所述底座壳体12安装在所述工作部21下面，所述混合冷却板22伸入所述底座壳体12内，所述底座壳体12一侧设有所述风扇11而另一侧设有通风槽15，所述风扇11的吹风方向与所述混合冷却板22的设置方向一致。通过该结构的风冷模块1，既方便安装电解装置上部的工作部21分，又能让风冷模块1内的气流通畅，让冷风与散热鳍片23接触面积尽可能大。所述风扇11的壳体和所述底座壳体12均为绝缘结构，采用绝缘材料或外部包覆有绝缘涂层的金属材质制作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，包括极板(2)和膜电极组件，其特征在于：还包括风冷模块(1)，所述极板(2)设有延伸而出的混合冷却板(22)，所述混合冷却板(22)截面小于所述极板(2)并套接有散热鳍片(23)，所述极板(2)上部为组成电解单元的工作部(21)，所述工作部(21)内设有冷却流道(28)，所述混合冷却板(22)内设有散热流道(29)，所述冷却流道(28)出液端与所述散热流道(29)进液端连通，所述风冷模块(1)用于向所述混合冷却板(22)输送冷风。2.根据权利要求1所述的一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，其特征在于：所述混合冷却板(22)向下延伸，所述散热鳍片(23)垂直套接固定在所述混合冷却板(22)外侧，相邻的混合冷却板(22)上的所述散热鳍片(23)相互间具有间隙。3.根据权利要求1或2所述的一种气
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液混合冷却的CO2电催化装置，其特征在于：所述风冷模块(1)包括底座壳体(12)和风扇(11)，所述底座壳体(12)安装在所述工作部(21)下面，所述混合冷却板(22)伸入所述底座壳体(12)内，所述底座壳体(12)一侧设有所述风扇(11)而另一侧设有通风槽(15)，所述风扇(11)的吹风方向与所述混合冷却板...
【专利技术属性】
技术研发人员：晋川川，马明，徐晓亮，罗景山，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：新型
国别省市：
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