[发明专利]一种电解液侧入射光电催化CO2

说明书

本发明公开一种电解液侧入射光电催化CO₂还原反应池，包括：工作电极盖板、工作电极反应腔、对电极反应腔、对电极盖板和通光盖板；工作电极盖板、工作电极反应腔、对电极反应腔和对电极盖板通过螺栓夹紧；工作电极反应腔和通光盖板通过螺栓夹紧。本发明中工作电极面积与反应腔体积比非常小，可以达到增加电解液中液相产物的含量的目的，提交液相产物检测精确度。本发明中参比电极到工作电极的距离极小，可以降低测试过程中未补偿阻抗。本发明中CO₂饱和装置极为靠近工作电极，可以加快CO₂向工作电极的传质。本发明中电极与相应反应腔采用了独立的螺栓固定，在更换电解液或者清洗反应腔时可以不必拆卸电极，提高了重复测量时的稳定性。

技术领域

本发明属于光电化学测试领域，特别是涉及一种适用于电解液侧入射光电催化CO₂还原的反应装置。

背景技术

光电催化CO₂还原技术是指在太阳能的驱动下将水和CO₂合成为小分子碳氢燃料的技术。其反应可以在常温常压的环境中进行。由于反应系统内载流子激发、载流子迁移和表面电化学反应均发生在光电极内部或界面，因而光电极是整个反应的核心部件。根据目前的研究需求，光电极的照射方式有正面照射(电解液侧)和背面照射(电极侧)两种方式。而对于光电极来讲，电解液侧的入射方式可以更直接的在电极表面能带弯曲位置生成载流子，然后通过较短的迁移距离直接参与电化学反应。

鉴于反应产物的多样性，光电催化CO₂还原反应的精确测试电解池均采用离子交换膜隔离阴极室和阳极室。另外，由于电解液存在阻抗，工作电极与对电极的平行布置有利于工作电极表面电势的均匀性。上述要求给电解液侧入射光电催化CO₂还原反应池的设计提出了较高要求。而尚没有技术公开的光电催化CO₂还原反应池可同时满足工作电极与对电极的平行布置，以及采用离子交换膜隔离阴极室和阳极室。

公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已被本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于电解液侧入射光电催化CO₂还原的反应装置，通过对称的等腰三角形结构布置，在保证工作电极与对电极的平行布置以及离子交换膜隔离阴极室和阳极室的前提下，实现光从电解液侧入射。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电解液侧入射光电催化CO₂还原反应池，包括：工作电极盖板、工作电极反应腔、对电极反应腔、对电极盖板和通光盖板；

工作电极盖板、工作电极反应腔、对电极反应腔和对电极盖板通过螺栓夹紧；

工作电极反应腔和通光盖板通过螺栓夹紧。

本发明进一步的改进在于：工作电极反应腔和对电极反应腔均呈等腰直角三棱柱结构；工作电极反应腔包括工作电极反应腔第一侧面、工作电极反应腔第二侧面和工作电极反应腔第三侧面；工作电极反应腔第一侧面和工作电极反应腔第二侧面之间的夹角为90°；对电极反应腔包括对电极反应腔第一侧面、对电极反应腔第二侧面和对电极反应腔第三侧面；对电极反应腔第一侧面和对电极反应腔第二侧面之间的夹角为90°。

本发明进一步的改进在于：工作电极反应腔第三侧面和对电极反应腔第三侧面相对紧固在一起；

工作电极盖板和通光盖板分别固定在工作电极反应腔的工作电极反应腔第一侧面、工作电极反应腔第二侧面；

对电极盖板固定在对电极反应腔的对电极反应腔第一侧面；工作电极反应腔第一侧面和对电极反应腔第一侧面平行设置。