[发明专利]控制废气排放并发电的电化学催化剂转化器

权利要求书

1.一种电化学催化剂转化器，用以控制废气排放并发电，其包含：

至少一电池模块(10)，所述电池模块(10)包含一阴极部(11)、一阳极部(12)以及一膜电极组(13)，所述膜电极组(13)位于所述阴极部(11)以及所述阳极部(12)之间，所述阴极部(11)包含一氧化催化剂；

一加热单元(20)，嵌合于所述电池模块(10)；

一燃料输入单元(50)和一燃料输出单元(60)，分别连接于所述阳极部(12)两侧，以分别作为所述电池模块(10)运作时燃料的输入端以及输出端；以及

一废气输入单元(30)和一废气输出单元(40)，分别连接于所述阴极部(11)两侧，以分别作为所述电池模块(10)欲处理废气的输入端以及输出端；

其中，所述加热单元(20)将所述膜电极组(13)加热至一工作温度，使所述燃料在所述膜电极组(13)进行电化学反应而发电；所述废气中的氮氧化物则在所述膜电极组(13)进行电化学反应而形成氮气，所述废气中的一氧化碳、碳氢化合物和粒状物则由所述氧化催化剂催化而形成二氧化碳和水，借以净化废气。

2.根据权利要求1所述的电化学催化剂转化器，其特征在于，所述膜电极组(13)包含一电解质层(133)、一阴极层(131)以及一阳极层(132)；所述电解质层(133)位于所述阴极层(131)与所述阳极层(132)之间，所述阴极层(131)与所述阳极层(132)则分别连接所述阴极部(11)与所述阳极部(12)；所述阴极部(11)包含一阴极流道(111)以及一阴极电流收集层(112)，所述阳极部(12)包含一阳极流道(121)以及一阳极电流收集层(122)；其中，所述废气输入单元(30)与所述阴极流道(111)连通，使所述废气可在所述阴极部(11)进行氧化反应，并到达所述阴极层(131)进行电化学反应；所述燃料输入单元(50)与所述阳极流道(121)连通，使所述燃料可到达所述阳极层(132)进行电化学反应。

3.根据权利要求1所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述废气输入单元(30)包含一空气加入单元(80)，其用以将空气加入至废气中。

4.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述阴极部(11)、所述膜电极组(13)以及所述阳极部(12)层状排列，使所述阴极电流收集层(112)、所述阴极流道(111)、所述阴极层(131)、所述电解质层(133)、所述阳极层(132)、所述阳极流道(121)以及所述阳极电流收集层(122)彼此依序层叠。

5.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述阴极部(11)、所述膜电极组(13)以及所述阳极部(12)层状排列，使所述阴极流道(111)、所述阴极电流收集层(112)、所述阴极层(131)、所述电解质层(133)、所述阳极层(132)、所述阳极流道(121)以及所述阳极电流收集层(122)彼此依序层叠。

6.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述阴极部(11)、所述膜电极组(13)以及所述阳极部(12)层状排列，使所述阴极流道(111)、所述阴极电流收集层(112)、所述阴极层(131)、所述电解质层(133)、所述阳极层(132)、所述阳极电流收集层(122)以及所述阳极流道(121)彼此依序层叠。

7.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述加热单元(20)、所述阳极部(12)、所述膜电极组(13)以及所述阴极部(11)依序堆叠成一管状结构，使所述加热单元(20)位于所述管状结构的中心，所述阳极流道(121)、所述阳极电流收集层(122)、所述阳极层(132)、所述电解质层(133)、所述阴极层(131)、所述阴极电流收集层(112)以及所述阴极流道(111)依序环绕所述加热单元(20)而层叠。

8.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述工作温度为450～900℃。

9.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述加热单元(20)为一电热元件。

10.根据权利要求2所述的电化学催化剂转化器，其特征在于所述加热单元(20)嵌合于所述阳极部(12)。