[发明专利]电化学纯化堆、电化学纯化装置及含杂质气体的纯化方法

权利要求书

1.一种电化学纯化堆，包括：

至少一个阳极极板；

至少一个阴极极板；

至少一个阳极电极；

至少一个阴极电极；

至少一个位于所述阳极电极和所述阴极电极之间的膜；

至少一个位于所述阳极极板和所述阳极电极之间的阳极气体扩散层；以及

至少一个位于所述阴极极板和所述阴极电极之间的阴极气体扩散层；

其中，在所述阳极极板上设置有进气口和出气口，在所述阴极极板上设置有出气口。

2.根据权利要求1所述的电化学纯化堆，其特征在于，所述阳极极板的内部设置有流道，且所述流道内至少设置有一个凸台；优选地，所述流道内设置有两个以上的凸台，相邻两个凸台之间的间隙为凸台在气流方向上的长度的1/10～1/5，和/或所述凸台在垂直于气流方向上的高度为所述流道脊背的高度的50％～100％；更优选地，所述凸台在所述阳极极板所在的平面上的投影的形状为圆形和/或矩形。

3.根据权利要求1或2所述的电化学纯化堆，其特征在于，所述阳极气体扩散层的厚度为1μm～500μm，优选为10μm～250μm；和/或所述阴极气体扩散层的厚度为1μm～300μm，优选为10μm～100μm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学纯化堆，其特征在于，所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层相同或不同，各自独立地选自碳布、碳纸和钛网，优选为碳纸。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学纯化堆，其特征在于，

所述阳极电极由包括Pt合金催化剂，优选地Pt-Ru合金催化剂的材料形成，更优选地，所述阳极电极中，所述Pt的含量为0.01mg/cm²～0.1mg/cm²；和/或

所述阴极电极由包括Pt催化剂和/或Pt-Pd合金催化剂的材料形成，优选地，所述阴极电极中，所述Pt的含量为0.01mg/cm²～0.1mg/cm²；

进一步优选地，所述阴极电极的Pt含量低于所述阳极电极的Pt含量。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学纯化堆，其特征在于，所述膜选自聚苯咪唑膜、全氟磺酸膜和芳香烃膜，优选为全氟磺酸膜。

7.一种电化学纯化装置，包括：

至少一个阳极端板；

至少一个阴极端板；

至少一个位于所述阳极端板和所述阴极端板之间的权利要求1～6中任一项所述的电化学纯化堆；以及

分别与所述电化学纯化堆中的所述阳极极板和所述阴极极板相连接的电源；

优选地，所述电源为直流电源。

8.一种含杂质气体的纯化方法，其在权利要求7所述的电化学纯化装置中进行，并包括下述步骤：

S1.打开所述电源；

S2.将含杂质气体通入所述电化学纯化装置中的阳极极板上的进气口。

9.根据权利要求8所述的纯化方法，其特征在于，所述电化学纯化装置的运行温度为50℃～200℃。

10.根据权利要求8或9所述的纯化方法，其特征在于，所述含杂质气体为含有杂质的氢气，所述杂质包括氮气、甲烷和氩气中的一种或多种。