专利名称：电化学氧气发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氧气发生装置，具体地说就是一种通过电化学方法从空气中提纯氧气的装置，属于电化学技术领域。
现有的制氧方法中，物理法是利用氧气与氮气沸点的不同，进行液态空气分馏而得到纯净氧气，此法适用于大规模工业制氧；化学法是利用某些含氧化合物在一定的条件下发生氧化还原反应而产生氧气，此法适用于特殊情况下小规模的即时制氧。传统的电化学方法制氧是电解水，由于其能耗高和产生付产物氢气，而不易普及。S.H.Langer等提出用空气阴极代替电解水中的析氢阴极，阴极上电产生OH-，阳极上电氧化OH-，从而降低电解槽压(J.Phys.Chem.1964 68 962)。A.C.C.Tseung等提出用能够产生HO2-的空气阴极代替析氢阴极，同时电解槽中增加一个分解HO2-的中间层(J.Appl.Electrochem.1981 11 209)，在二室电解槽中，阴极电产生HO2-，中间层分解HO2-，阳极电氧化OH-，从而降低了电耗，但装置复杂。
本实用新型的目的是提供一种通过电化学方法从空气中提纯氧气的装置，这种结构简单、能耗低的即时制氧装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种通过电化学方法从空气中提纯氧气的装置，它是由空气室和密封电解槽两部分组成；其空气室有一个进气口和一个出气口，密封电解槽置于空气室内，其上部有一个氧气出口并伸到空气室外，电解槽由空气阴极、金属镍阳极和碱性电解液组成。电解槽可以只有一个，也可使用多个电解槽进行并联或串联。
本实用新型提纯氧气装置的工作原理是空气阴极电解产生HO2-，金属镍阳极电氧化HO2-产生氧气。
按照本实用新型的技术方案，所述的空气阴极为一种多孔气体扩散阴极，它是由防水透气导电膜(乙炔黑与PTFE经滚压而成)、集流网、防水透气导电膜、催化膜(活性石墨或碳与PTFE滚压而成)按顺序叠放，在50MPa/cm2压力下压制而成。阳极为金属镍网，电解质为氢氧化钾或氢氧化钾与过氧化氢混合溶液。
电解槽可为方盒形，也可为圆桶形，金属阳极插入电解槽的中间，当电解槽为方盒形时，空气阴极为片材，并作电解槽的相对的两个侧壁，当电解槽为圆桶形时，空气阴极为圆筒形。
与已报导的电化学制氧装置相比较，本实用新型的电化学氧气发生装置的结构及制造工艺过程简单，节能效果明显，不产生付产物氢气。并可根据需要氧量的多少，实行多槽串联或并联，规模可大可小。因此，该装置可应用于高原缺氧地区，医院以及居家，改善居室空气质量，化学化工过程中需要氧气的场合等。
图1为本实用新型的电化学氧气发生器的结构示意图，图中1为空气室，2为空气阴极，3为电解液，4为阳极，5为空气进口，6为空气出口，7为氧气出口。
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明实施例1如图1所示，电解槽为方盒形，有两片阴极2、一片阳极4，阳极为冲孔镍片，电解液3为2M KOH加0.5M H2O2混合溶液，电解槽密封后置于空气室1中，即构成本实用新型的电化学氧气发生器。电流密度100mA/cm2，室温25℃，槽电压0.68V，能耗1.52×10-3KWh/dm3O2。按每消耗2摩尔电子电量产生1摩尔氧气计算实际电流效率为98％。下表为本实用新型与已报导的电化学制氧方法在槽电压、电流效率、能耗及其他方面的比较。
本实用新型与其他电化学制氧方法比较表<
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权利要求1.一种电化学氧气发生器，其特征在于它是由空气室和密封电解槽两部分组成；空气室有一个进气口和一个出气口，密封电解槽置于空气室内，其上部有一个氧气出口并伸到空气室外，电解槽由空气阴极、金属镍阳极和碱性电解液组成。
2.按权利要求1所述的电化学氧气发生器，其特征在于所述的空气阴极由防水透气导电膜、集流体、防水透气导电膜、催化膜压制而成。
3.按权利要求1所述的电化学氧气发生器，其特征在于所述的防水透气导电膜是由乙炔黑与PTFE经滚压而成导电膜。
4.按权利要求1所述的电化学氧气发生器，其特征在于所述的集流体是由泡膜镍、网、毡或铜、银网。
5.按权利要求1所述的电化学氧气发生器，其特征在于所述的催化膜是由活性石墨或碳与PTFE滚压而成。
6.按权利要求1所述的电化学氧气发生器，其特征在于电解槽有一个或多个电解槽进行的并联或串联。
专利摘要本实用新型属于电化学技术领域。它提供一个通过电化学方法从空气中提纯氧气的装置。该装置由气体扩散阴极、金属镍阳极和碱性电解液组成。当通入空气、接通直流电,该装置就会放出纯氧气。与现有的电化学制氧方法相比,工艺过程简单,节能效果明显,规模可大可小,特别适用于高原地区、医院、家庭居室及化学化工领域等。
文档编号C25B1/04GK2384951SQ9923820
公开日2000年6月28日 申请日期1999年7月30日 优先权日1999年7月30日
发明者吴智远 申请人:武汉大学