【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学装置和空气处理装置领域，尤其涉及一种电化学制氧装置，其可以安装在运载工具上以向运载工具的客舱内部供应氧气。可选择地或额外地，该电化学制氧装置可以作为便携式制氧装置使用。
技术介绍
1、制氧装置具有非常广泛的用途。例如，在运载工具(例如，车辆、船艇或飞机)的场景中，运载工具的客舱通常是密闭或相对密闭的空间。在人员驾驶和乘坐运载工具时，需要利用制氧装置向客舱内部供应氧气，以将客舱内部的氧气浓度维持在合适水平，从而确保客舱内部的氧气浓度足以维持人员的正常生理需求。在其它应用中，制氧装置也可用于提高客舱内部的局部位置或整体的氧气浓度。
2、现有的制氧装置主要基于变压吸附(pressure swingadsorption,psa技术。psa制氧装置通常采用两个或更多个吸附罐交替工作，以保证连续供氧。此外，在psa制氧装置中，需要空气压缩机对空气进行加压。因此，这种制氧装置的成本高，重量和体积大，反应响应慢，并且运行噪声高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请旨在提出一种新的制备氧气的解决方案，即，提供一种电化学制氧装置。相比于现有的制氧装置，本申请的电化学制氧装置具有以下优势中的至少一种：成本较低，重量较小，结构紧凑，体积较小，运行噪声低，反应响应快。
2、根据本申请的一方面，提出了一种电化学制氧装置。所述电化学制氧装置被配置成用于安装在运载工具上，并且包括电解堆，所述电解堆包括至少一个电解单元，每个所述电解单元包括阴极、阳极以及设置在所述阴极与所述阳
3、在一些实施例中，所述离子交换膜为质子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
4、阳极：2h2o→4h++o2+4e-
5、阴极：o2+4h++4e-→2h2o。
6、在一些实施例中，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵和气液分离器，其中，所述水箱用于储存水，所述水泵被配置成用于将所述水箱中的水泵送到所述阳极进行反应，反应生成的氧气和未反应的水从所述电解堆进入所述气液分离器，所述气液分离器被配置成用于将所述氧气和所述未反应的水分离开，所述氧气随后被向所述客舱内部供应，并且所述未反应的水被送回所述水箱。
7、在一些实施例中，所述离子交换膜为阴离子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
8、阳极：4oh-→o2+2h2o+4e-
9、阴极：o2+2h2o+4e-→4oh-。
10、在一些实施例中，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵、第一气液分离器和第二气液分离器，所述水箱用于储存水，所述水泵被配置成用于将所述水箱中的水泵送到所述阴极进行反应，未反应的水和其中氧气被还原的所述空气进入所述第二气液分离器，所述第二气液分离器被配置成用于将所述未反应的水和所述空气分离开，所述未反应的水被送回所述水箱，在所述阳极处生成的氧气和水分进入所述第一气液分离器，所述第一气液分离器被配置成用于将在所述阳极处生成的所述氧气和所述水分离开，所述氧气随后被向所述客舱内部供应。
11、在一些实施例中，所述电化学制氧装置还包括空气供给器，所述空气供给器被配置成用于将空气从所述运载工具的客舱外部引入所述阴极，以使得所述空气中的氧气在所述阴极处被还原，并且随后将剩余的空气排放到所述客舱外部。
12、在一些实施例中，所述运载工具为车辆，所述车辆具有仪表板构件，并且所述电化学制氧装置被配置成用于安装到所述仪表板构件。
13、在一些实施例中，所述运载工具包括空调系统，并且所述电化学制氧装置被配置成用于与所述空调系统集成在一起。
14、在一些实施例中，所述电化学制氧装置被配置成用于由所述运载工具供电。
15、在一些实施例中，所述电化学制氧装置包括电池，所述电池被配置成用于给所述电化学制氧装置供电。
16、在一些实施例中，所述电化学制氧装置被配置为能够从所述运载工具拆下的便携式装置，并且所述电化学制氧装置包括电池，所述电池被配置成用于给所述电化学制氧装置供电。
17、在一些实施例中，每个所述电解单元包括位于中间的离子交换膜、位于所述离子交换膜一侧的阳极催化剂层、位于所述离子交换膜另一侧的阴极催化剂层、位于所述阳极催化剂层外侧的阳极扩散层、以及位于所述阴极催化剂层外侧的阴极扩散层，其中，所述阳极催化剂层和所述阳极扩散层构成所述阳极，并且所述阴极催化剂层和所述阴极扩散层构成所述阴极。
18、这些技术可以单独使用或以任何合适的组合使用。前面的总结是以说明的方式提供的，并不意味着是限制性的。
19、本申请的电化学制氧装置成本较低，重量较小，体积较小，运行噪声低，并且能够实现快速的氧气供给。该电化学制氧装置的反应产物只有水和氧气(而没有氢气)，因此对环境无污染，并且安全性高。此外，电化学制氧装置可以被配置为具有运载工具安装和便携两种用途的二合一装置。
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1.一种电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置被配置成用于安装在运载工具(1)上，并且包括：
2.根据权利要求1所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述离子交换膜为质子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
3.根据权利要求2所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵和气液分离器(115)，其中，所述水箱用于储存水，所述水泵被配置成用于将所述水箱中的水泵送到所述阳极进行反应，反应生成的氧气和未反应的水从所述电解堆进入所述气液分离器，所述气液分离器被配置成用于将所述氧气和所述未反应的水分离开，所述氧气随后被向所述客舱内部供应，并且所述未反应的水被送回所述水箱。
4.根据权利要求1所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述离子交换膜为阴离子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
5.根据权利要求4所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵、第一气液分离器(215)和第二气液分离器(270)，所述水箱用于储存水，所述水泵被配置成用于将所述水箱中的水泵送到所述
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置还包括空气供给器(117、217)，所述空气供给器被配置成用于将空气从所述运载工具的客舱外部引入所述阴极，以使得所述空气中的氧气在所述阴极处被还原，并且随后将剩余的空气排放到所述客舱外部。
7.根据权利要求1所述的电化学制氧装置，其特征在于：
8.根据权利要求1-5和7中任一项所述的电化学制氧装置，其特征在于：
9.根据权利要求1-5和7中任一项所述的电化学制氧装置，其特征在于：
10.根据权利要求1-5和7中任一项所述的电化学制氧装置，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置被配置成用于安装在运载工具(1)上，并且包括：
2.根据权利要求1所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述离子交换膜为质子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
3.根据权利要求2所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵和气液分离器(115)，其中，所述水箱用于储存水，所述水泵被配置成用于将所述水箱中的水泵送到所述阳极进行反应，反应生成的氧气和未反应的水从所述电解堆进入所述气液分离器，所述气液分离器被配置成用于将所述氧气和所述未反应的水分离开，所述氧气随后被向所述客舱内部供应，并且所述未反应的水被送回所述水箱。
4.根据权利要求1所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述离子交换膜为阴离子交换膜，并且在所述阳极和所述阴极处发生的反应分别为：
5.根据权利要求4所述的电化学制氧装置，其特征在于，所述电化学制氧装置还包括水箱、水泵、第一气液分离器(215)和第二气液分离器(270)，所述水箱用于储存水，所述水泵被配...
【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，张敬君，陈泽，王凯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：新型
国别省市：
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