[实用新型]一种电化学加氢装置

权利要求书

1.一种电化学加氢装置，其特征在于：所述装置包括平面叠层组件，所述叠层组件依次由以下平面层叠放而成，

氢气解离催化层(5)，所述氢气解离催化层(5)在氢气通过时，可将其解离为氢质子和电子；

阳离子电解质膜层(6)，所述阳离子电解质膜层(6)用于将来自氢气解离催化层(5)的氢质子传递至阳离子电解质膜层(6)和阴离子电解质膜层(7)的交界处；

阴离子电解质膜层(7)，所述阴离子电解质膜层(7)用于将来水解离催化层(8)的氢氧根离子传递至阳离子电解质膜层(6)和阴离子电解质膜层(7)的交界处；

水解离催化层(8)，所述水解离催化层(8)用于将水分解为氢氧根离子和氢质子；

加氢催化层(9)，所述加氢催化层(9)用于将来自水解离催化层(8)的氢质子与电子结合形成吸附氢，并催化吸附氢与气体反应物之间的加氢反应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述阳离子电解质膜层(6)为磺化聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、Nafion、聚苯并咪唑、聚芳醚砜酮、聚醚醚酮膜；

所述阴离子电解质膜层(7)为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜膜；

所述氢气解离催化层(5)、水解离催化层(8)、加氢催化层(9)均包含催化剂颗粒，所述催化剂颗粒为纳米级活性金属负载在纳米级活性炭上所形成的颗粒，颗粒粒径为0.1～100nm；所述的活性金属为铂、金、镍、钌、钯、钴、铑、钼中的一种或两种以上的组合，或上述至少两种金属元素组成的合金。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述氢气解离催化层(5)和水解离催化层(8)所述催化剂颗粒的活性金属为铂、钌、钯、铑金属单质或上述金属的合金；所述加氢催化层(9)的活性金属为镍、钴、钼金属单质。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述平面叠层组件的两侧分别设有气体扩散层，所述气体扩散层使气体在进入平面叠层组件前均匀分布。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述平面叠层组件及位于其两侧的气体扩散层置于反应器外壳内，所述的反应器外壳在阳离子电解质膜和阴离子电解质膜交界处设有水导出口，水导出口连接超声增湿器(15)，超声增湿器(15)将雾化后的水返回用于向平面叠层组件通入氢气的氢气流道内或将雾化后的水返回用于向平面叠层组件通入反应物气体的反应物流道内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述超声增湿器(15)的出口与氢气储罐出口分别与氢气流道多个位置相连，增湿位置为氢气流道入口、氢气流道沿流动三分之一处、氢气流道三分之二处；当反应物、产物为亲油性质时，超声增湿器的出口与加氢反应物入口相连，使加氢反应物流道内存在饱和水。