歡迎進(jìn)入北京鑫視科科技有限公司網(wǎng)站!
 24小時(shí)熱線電話:4008058599
24小時(shí)熱線電話:4008058599  
       
   邁向工業(yè)級(jí)電合成:多層流動(dòng)反應(yīng)池的技術(shù)演進(jìn)與挑戰(zhàn)
邁向工業(yè)級(jí)電合成:多層流動(dòng)反應(yīng)池的技術(shù)演進(jìn)與挑戰(zhàn) 更新時(shí)間:2025-09-19
更新時(shí)間:2025-09-19 點(diǎn)擊次數(shù):108
點(diǎn)擊次數(shù):108
          本文聚焦于多層流動(dòng)反應(yīng)池在工業(yè)級(jí)電合成領(lǐng)域的發(fā)展,詳細(xì)闡述其技術(shù)原理、優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)。多層流動(dòng)反應(yīng)池通過創(chuàng)新的堆疊式電極設(shè)計(jì)與流動(dòng)化學(xué)深度融合,在提升反應(yīng)效率、選擇性和空間利用率上成果顯著,在精細(xì)化工、二氧化碳資源化及廢水處理等工業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用潛力巨大。但在邁向大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用進(jìn)程中,層間干擾、規(guī)模化瓶頸及長(zhǎng)期穩(wěn)定性等難題亟待攻克。通過多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新,開發(fā)先進(jìn)材料、優(yōu)化工程設(shè)計(jì)與智能控制策略,多層流動(dòng)反應(yīng)池有望突破現(xiàn)有局限,成為工業(yè)級(jí)電合成的核心技術(shù),推動(dòng)綠色化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、引言
隨著全球?qū)G色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提升,工業(yè)合成領(lǐng)域正經(jīng)歷深刻變革,尋求更加高效、環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。電合成作為一種環(huán)境友好且反應(yīng)路徑獨(dú)特的技術(shù),正受到越來越多的關(guān)注。其通過精確控制電極電勢(shì)驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng),避免了傳統(tǒng)化學(xué)合成中大量化學(xué)試劑的使用,顯著減少了廢棄物的產(chǎn)生,為化工生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型帶來了希望。然而,傳統(tǒng)的電化學(xué)裝置,如單層電化學(xué)反應(yīng)器,在傳質(zhì)效率、反應(yīng)速率和產(chǎn)物選擇性等方面存在一定局限,嚴(yán)重限制了其大規(guī)模應(yīng)用。在單層反應(yīng)器中,電流分布不均導(dǎo)致部分電極區(qū)域反應(yīng)活性低下,反應(yīng)物在靜態(tài)或緩慢流動(dòng)的電解液中擴(kuò)散速率緩慢,使得反應(yīng)效率難以提升,同時(shí)副反應(yīng)頻發(fā),產(chǎn)物選擇性差。
多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池的出現(xiàn),為突破這些瓶頸提供了新的解決方案。它巧妙地將堆疊式電極結(jié)構(gòu)與流動(dòng)化學(xué)原理相結(jié)合,開創(chuàng)了電合成領(lǐng)域的新局面。近年來,隨著材料科學(xué)、流體力學(xué)以及電化學(xué)等多學(xué)科的交叉融合發(fā)展,多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用方面均取得了一系列令人矚目的進(jìn)展。本文將深入探討其設(shè)計(jì)原理、傳質(zhì)強(qiáng)化機(jī)制、廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景以及在工業(yè)推廣過程中面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案,為該領(lǐng)域的進(jìn)一步研究和工業(yè)化應(yīng)用提供全面的參考。
二、多層流動(dòng)反應(yīng)池的工作原理
(1)電化學(xué)基礎(chǔ)原理
多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池的運(yùn)作根基是經(jīng)典的電化學(xué)理論。當(dāng)具有一定流速的反應(yīng)液在外部壓力(如蠕動(dòng)泵提供的壓力)作用下,穩(wěn)定地流入反應(yīng)池內(nèi)的流道,并依次流過陽極和陰極表面時(shí),電化學(xué)反應(yīng)隨即啟動(dòng)。在陽極,反應(yīng)物分子失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);在陰極,反應(yīng)物分子得到電子,進(jìn)行還原反應(yīng)。以常見的有機(jī)電合成反應(yīng)為例,若要將硝基化合物還原為氨基化合物,在陰極表面,硝基(-NO?)會(huì)逐步得到電子,經(jīng)過亞硝基(-NO)等中間態(tài),最終轉(zhuǎn)化為氨基(-NH?),其具體的電子轉(zhuǎn)移步驟和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程受到電極電勢(shì)、反應(yīng)物濃度以及反應(yīng)溫度等多種因素的綜合影響。而陽極則可能發(fā)生如析氧反應(yīng)等作為氧化半反應(yīng)與之匹配,以維持整個(gè)電化學(xué)反應(yīng)體系的電荷平衡。在這個(gè)過程中,電極電勢(shì)如同反應(yīng)的 “開關(guān)" 和 “調(diào)節(jié)器",精準(zhǔn)控制著反應(yīng)的方向和速率。合適的電極電勢(shì)能夠降低反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)物分子更容易跨越能壘發(fā)生反應(yīng);同時(shí),電極表面的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)也對(duì)反應(yīng)的選擇性起著關(guān)鍵作用,不同的電極材料和表面修飾方式會(huì)優(yōu)先促進(jìn)特定反應(yīng)路徑的進(jìn)行,從而提高目標(biāo)產(chǎn)物的生成比例。
(2)多層堆疊式結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
多層堆疊式結(jié)構(gòu)是這類反應(yīng)池的核心設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。從宏觀上看,整個(gè)反應(yīng)池由多個(gè)相同或不同功能的反應(yīng)單元層層堆疊而成,猶如搭建一座精密的 “電化學(xué)大廈"。每個(gè)反應(yīng)單元通常包含陽極、陰極以及夾在中間的電解質(zhì)流道,它們緊密排列,形成一個(gè)緊湊且高效的反應(yīng)空間。在微觀層面,各層電極之間的間距經(jīng)過精心設(shè)計(jì),一般處于毫米甚至微米量級(jí),以確保電場(chǎng)能夠在各層間均勻分布,同時(shí)優(yōu)化電解液在層間的流動(dòng)狀態(tài)。這種緊密的堆疊方式極大地提高了空間利用率,相較于傳統(tǒng)的單個(gè)反應(yīng)池,在相同的體積下能夠集成更多的反應(yīng)位點(diǎn),從而顯著提升反應(yīng)的整體規(guī)模和效率。例如,在一些工業(yè)級(jí)的多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池中,通過將數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)反應(yīng)單元堆疊在一起,能夠?qū)崿F(xiàn)每小時(shí)數(shù)千克的產(chǎn)物生成量,這是傳統(tǒng)電化學(xué)裝置難以企及的。此外,多層結(jié)構(gòu)還賦予了反應(yīng)池靈活的操作特性,不同層的電極可以根據(jù)反應(yīng)的階段性需求或不同的反應(yīng)步驟,獨(dú)立施加不同的電勢(shì),從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的串聯(lián)或并行反應(yīng),極大地拓展了電合成反應(yīng)的種類和應(yīng)用范圍。以精細(xì)化工中的多步有機(jī)合成為例,在一個(gè)多層流動(dòng)反應(yīng)池中,前幾層電極可以將原料逐步轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物,后幾層電極再對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步修飾和轉(zhuǎn)化,最終得到目標(biāo)產(chǎn)物,避免了傳統(tǒng)工藝中需要分離和提純中間產(chǎn)物的繁瑣步驟,提高了生產(chǎn)效率和原子經(jīng)濟(jì)性。
三、傳質(zhì)強(qiáng)化機(jī)制
(1)流道設(shè)計(jì)創(chuàng)新
流道作為反應(yīng)液在反應(yīng)池內(nèi)流動(dòng)的 “高速公路",其設(shè)計(jì)對(duì)傳質(zhì)效率起著決定性作用。近年來,科研人員在流道設(shè)計(jì)方面展現(xiàn)出了豐富的創(chuàng)造力,開發(fā)出了多種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。其中,仿生流道設(shè)計(jì)借鑒了自然界中樹葉脈絡(luò)的分形結(jié)構(gòu),通過巧妙的分支和變徑設(shè)計(jì),使反應(yīng)液在流道內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)更均勻的流速分布。這種分形流道能夠有效避免傳統(tǒng)直交流道中容易出現(xiàn)的流速不均和死區(qū)問題,讓反應(yīng)液能夠更充分地與電極表面接觸,從而加速反應(yīng)物向電極表面的傳輸以及產(chǎn)物從電極表面的脫離。研究數(shù)據(jù)表明,采用仿生分形流道的多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池,其內(nèi)部反應(yīng)液的流速均勻性相較于傳統(tǒng)直交流道提高了 30%-50%,傳質(zhì)效率相應(yīng)提升了 2-3 倍。
另一種具特色的流道設(shè)計(jì)是氣液分離流道,該流道在內(nèi)部嵌入了疏水多孔膜。在電化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)有氣體產(chǎn)物(如氫氣、氧氣等)生成時(shí),這些氣體在浮力和流動(dòng)剪切力的作用下,會(huì)優(yōu)先向疏水多孔膜遷移,并通過膜的孔隙從反應(yīng)液中分離出去。這一設(shè)計(jì)有效解決了氣體產(chǎn)物在反應(yīng)液中積累導(dǎo)致的 “氣堵" 問題,維持了反應(yīng)液的順暢流動(dòng),保證了電極表面始終有新鮮的反應(yīng)物供應(yīng),極大地提升了反應(yīng)的穩(wěn)定性和持續(xù)運(yùn)行能力。例如,在電催化水分解制氫反應(yīng)中,氣液分離流道能夠及時(shí)將產(chǎn)生的氫氣排出反應(yīng)體系,避免氫氣氣泡在電極表面附著而阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,使得反應(yīng)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電流密度保持在較高水平。
(2)流速與流量調(diào)控
精確調(diào)控反應(yīng)液的流速和流量是優(yōu)化傳質(zhì)的重要手段。在多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池中,流速和流量的變化會(huì)直接影響反應(yīng)液與電極表面的接觸時(shí)間以及反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度分布。一般來說,適當(dāng)提高流速能夠有效減薄電極表面的擴(kuò)散層厚度,根據(jù) Nernst 擴(kuò)散層理論,流速增加時(shí),擴(kuò)散層厚度可從傳統(tǒng)靜態(tài)體系下的約 100μm 壓縮至 10μm 以下,從而顯著加快反應(yīng)物向電極表面的擴(kuò)散速率,提高反應(yīng)電流密度。例如,在電催化二氧化碳還原反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)液流速?gòu)?0.5mL/min 提高到 5mL/min 時(shí),二氧化碳的傳質(zhì)速率提升了 5-8 倍,電流密度相應(yīng)增加了 3-4 倍,產(chǎn)物收率也得到了明顯提高。然而,流速并非越高越好,過高的流速可能導(dǎo)致反應(yīng)液與電極表面的接觸時(shí)間過短,使得部分反應(yīng)物來不及發(fā)生反應(yīng)就被帶出反應(yīng)池,反而降低了反應(yīng)效率。因此,需要根據(jù)具體的反應(yīng)體系和電極特性,通過實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方法,找到最佳的流速和流量操作區(qū)間,以實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)效率和反應(yīng)效率的雙重優(yōu)化。在多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池中,將三維多孔電極與精心設(shè)計(jì)的流道相結(jié)合,能夠進(jìn)一步發(fā)揮二者的協(xié)同優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的反應(yīng)條件下,采用三維多孔電極與適配流道組合的反應(yīng)池,其電流密度相較于傳統(tǒng)平板電極與簡(jiǎn)單流道組合提升了 4-6 倍,反應(yīng)效率得到了顯著提升。三維多孔電具有巨大的比表面積,能夠提供更多的反應(yīng)活性位點(diǎn),而精心設(shè)計(jì)的流道則確保了反應(yīng)液能夠充分進(jìn)入電極的孔隙內(nèi)部,與活性位點(diǎn)充分接觸,同時(shí)及時(shí)帶走反應(yīng)產(chǎn)物,避免產(chǎn)物在電極表面的積累而導(dǎo)致活性位點(diǎn)的堵塞。
四、工業(yè)應(yīng)用實(shí)例
(1)精細(xì)化工合成
在精細(xì)化工領(lǐng)域,多層流動(dòng)反應(yīng)池展現(xiàn)出了性能。以藥物中間體的合成為例,傳統(tǒng)工藝中化學(xué)還原過程需使用 H?和貴金屬催化劑,成本高昂且會(huì)產(chǎn)生大量廢水,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而采用多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池,通過精確調(diào)控各層電極的電勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反應(yīng)路徑的精準(zhǔn)控制,以高選擇性和高產(chǎn)率得到目標(biāo)產(chǎn)物。在合成某關(guān)鍵藥物中間體時(shí),多層流動(dòng)反應(yīng)池的電流密度可提升至 200-500mA/cm2,相較于傳統(tǒng)工藝,反應(yīng)效率大幅提高,同時(shí)避免了貴金屬催化劑的使用和廢水的產(chǎn)生,降低了生產(chǎn)成本,減少了環(huán)境污染。在一些不對(duì)稱電催化反應(yīng)中,多層流動(dòng)反應(yīng)池同樣表現(xiàn)出色。通過采用手性修飾的 Cu 電極(如 L - 脯氨酸修飾),在流動(dòng)體系中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)映體過量(ee 值)>90% 的高選擇性合成,為手性藥物的制備提供了高效、綠色的新途徑。這種精確的手性控制能力在傳統(tǒng)的批量反應(yīng)體系中是很難實(shí)現(xiàn)的,充分體現(xiàn)了多層流動(dòng)反應(yīng)池在精細(xì)化工復(fù)雜合成反應(yīng)中的優(yōu)勢(shì)。
(2)二氧化碳資源化
隨著全球?qū)μ贾泻湍繕?biāo)的追求,二氧化碳資源化利用成為研究熱點(diǎn)。多層流動(dòng)反應(yīng)池在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。例如,設(shè)計(jì)雙層反應(yīng)池可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的高效轉(zhuǎn)化。在第一層,利用 Ag 納米片催化劑將 CO?還原為 CO;在第二層,采用 Cu-ZnO 復(fù)合催化劑將 CO 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 C?H?。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該雙層反應(yīng)池在工業(yè)相關(guān)的電流密度 300mA/cm2 下,C?H?的法拉第效率可達(dá) 65%,為二氧化碳的資源化利用提供了一種具前景的技術(shù)方案。通過多層反應(yīng)池的設(shè)計(jì),可以將原本復(fù)雜的多步反應(yīng)集成在一個(gè)緊湊的裝置中,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)化和高效化,減少了中間產(chǎn)物的分離和傳輸過程,提高了整體的能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。這種將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的技術(shù),不僅有助于緩解溫室氣體排放問題,還能為化工行業(yè)提供新的原料來源,推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
(3)廢水處理
多層流動(dòng)反應(yīng)池在廢水處理領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于含氯有機(jī)物等難降解污染物的廢水處理,可設(shè)計(jì)四層串聯(lián)的反應(yīng)池。在第一層,通過 Cl?氧化產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的 Cl?或 ClO?;第二層利用這些強(qiáng)氧化劑產(chǎn)生?OH 自由基;第三層和第四層則利用?OH 自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行礦化分解。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明,采用這種多層反應(yīng)池結(jié)構(gòu),對(duì)四氯乙烯(PCE)等典型含氯有機(jī)物的降解率可超過 99%,且能耗較傳統(tǒng)電解法降低 60%。多層反應(yīng)池能夠根據(jù)廢水處理的不同階段需求,在不同層實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的反應(yīng),逐步將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),同時(shí)通過優(yōu)化流道設(shè)計(jì)和電極配置,提高了電能的利用效率,降低了處理成本,為工業(yè)廢水的高效、低成本處理提供了新的技術(shù)手段。
五、技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案
(1)層間干擾與串?dāng)_
隨著多層流動(dòng)反應(yīng)池層數(shù)的增加,層間干擾與串?dāng)_問題逐漸凸顯。電解液在流經(jīng)多層時(shí),前一層反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物或未反應(yīng)的物質(zhì)可能會(huì)隨著電解液進(jìn)入下游反應(yīng)層,對(duì)后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響,導(dǎo)致產(chǎn)物選擇性下降或反應(yīng)效率降低。為解決這一問題,可在層間集成吸附模塊,如活性炭濾層,利用活性炭的高吸附性能,去除電解液中的干擾物質(zhì),凈化電解液,減少其對(duì)下游反應(yīng)的影響。采用離子交換膜隔離不同反應(yīng)區(qū)也是一種有效的方法。例如,在一些反應(yīng)體系中,不同層可能需要不同的酸堿環(huán)境,此時(shí)可使用陽離子膜或陰離子膜將不同反應(yīng)區(qū)隔開,阻止離子的無序遷移,維持各層反應(yīng)環(huán)境的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)多層反應(yīng)池時(shí),應(yīng)盡量采用模塊化設(shè)計(jì)理念,將多個(gè)小型反應(yīng)池并聯(lián),而非單純?cè)黾訉訑?shù)。這樣在一定程度上可減少因?qū)訑?shù)過多導(dǎo)致的層間干擾問題,同時(shí)便于對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行單獨(dú)的維護(hù)和調(diào)整,提高整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
(2)規(guī)模化放大瓶頸
在將多層流動(dòng)反應(yīng)池從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模向工業(yè)級(jí)規(guī)模放大的過程中,面臨諸多挑戰(zhàn)。隨著反應(yīng)池規(guī)模的增大,流體分布不均的問題愈發(fā)嚴(yán)重。在大型多層反應(yīng)池中,由于流道長(zhǎng)度增加、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上升,反應(yīng)液難以均勻地分配到各個(gè)流道和反應(yīng)層,導(dǎo)致部分區(qū)域反應(yīng)液流量不足,電極利用率低,而部分區(qū)域流量過大,反應(yīng)時(shí)間過短,整體反應(yīng)效率下降。為應(yīng)對(duì)這一問題,可借助計(jì)算流體力學(xué)(CFD)模擬技術(shù),對(duì)不同規(guī)模和結(jié)構(gòu)的反應(yīng)池內(nèi)流體流動(dòng)情況進(jìn)行詳細(xì)模擬分析。通過模擬結(jié)果,優(yōu)化流道的幾何參數(shù),如寬度、曲率半徑等,設(shè)計(jì)合理的分流和集流結(jié)構(gòu),確保反應(yīng)液能夠均勻地分布到各個(gè)反應(yīng)區(qū)域。在工業(yè)級(jí)反應(yīng)池的制造過程中,可采用 3D 打印技術(shù)定制化流道。3D 打印能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)的精確制造,根據(jù)模擬優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案,生產(chǎn)出適應(yīng)不同規(guī)模需求的流道,有效改善流體分布不均的問題,提高反應(yīng)池的放大效果和工業(yè)應(yīng)用可行性。
(3)長(zhǎng)期穩(wěn)定性
多層流動(dòng)反應(yīng)池在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,催化劑中毒和膜污染等問題會(huì)導(dǎo)致其性能逐漸衰減。在電化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)體系中的雜質(zhì)或副產(chǎn)物可能會(huì)吸附在催化劑表面,占據(jù)活性位點(diǎn),使催化劑失活,即催化劑中毒。而對(duì)于采用了離子交換膜或氣液分離膜等膜組件的反應(yīng)池,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,膜表面可能會(huì)積累污垢、微生物或其他雜質(zhì),導(dǎo)致膜的通透性下降,分離效率降低,即膜污染。為提高催化劑的抗中毒能力,可對(duì)催化劑進(jìn)行表面修飾,采用化學(xué)包覆、摻雜等手段,在催化劑表面形成一層保護(hù)膜,阻止雜質(zhì)的吸附,同時(shí)保持催化劑的活性位點(diǎn)能夠有效接觸反應(yīng)物。定期對(duì)催化劑進(jìn)行再生處理,如采用化學(xué)清洗、熱活化等方法,去除催化劑表面的雜質(zhì),恢復(fù)其活性。對(duì)于膜污染問題,可選擇抗污染性能好的膜材料,如具有特殊表面電荷或親疏水性質(zhì)的膜,減少雜質(zhì)在膜表面的吸附。在反應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置預(yù)處理單元,對(duì)進(jìn)入反應(yīng)池的電解液進(jìn)行過濾、除雜等預(yù)處理,降低雜質(zhì)對(duì)膜的污染風(fēng)險(xiǎn)。建立在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膜的性能參數(shù),如通量、分離效率等,當(dāng)膜性能下降到一定程度時(shí),及時(shí)進(jìn)行清洗或更換膜組件,確保反應(yīng)池的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
六、結(jié)論與展望
多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池通過獨(dú)特的堆疊式電極結(jié)構(gòu)與流動(dòng)化學(xué)的深度融合,在提升反應(yīng)效率、選擇性和空間利用率方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),在精細(xì)化工、二氧化碳資源化、廢水處理等眾多工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而,要實(shí)現(xiàn)其在工業(yè)級(jí)電合成中的廣泛應(yīng)用,仍需克服層間干擾、規(guī)模化放大和長(zhǎng)期穩(wěn)定性等一系列技術(shù)挑戰(zhàn)。通過多學(xué)科的協(xié)同創(chuàng)新,如材料科學(xué)領(lǐng)域開發(fā)更高效、穩(wěn)定且抗干擾的電極材料和膜材料,工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域借助先進(jìn)的模擬技術(shù)優(yōu)化反應(yīng)池結(jié)構(gòu)和流道設(shè)計(jì),以及自動(dòng)化控制領(lǐng)域構(gòu)建智能監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng),多層流動(dòng)反應(yīng)池有望突破現(xiàn)有局限,成為工業(yè)級(jí)電合成的核心技術(shù)裝備。未來,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步,多層流動(dòng)反應(yīng)池不僅將推動(dòng)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)向綠色、高效方向轉(zhuǎn)型升級(jí),還可能催生新的化學(xué)反應(yīng)路徑和工業(yè)生產(chǎn)模式,為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
產(chǎn)品展示
SSC-ECFN8030多層電合成流動(dòng)反應(yīng)池,將多組電池串聯(lián)使用,驗(yàn)證產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用模型,可快速實(shí)現(xiàn)電催化的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。電池流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效,便于組裝一體,具有高效率、高穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的特性,適用于氣液流動(dòng)條件下的電催化反應(yīng),用于電化學(xué)合成、電催化二氧化碳、電催化合成氨、電合成雙氧水等。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì):
1)池體采用雙密封技術(shù),密封效果極加,不漏液。
2)流道材質(zhì)根據(jù)客戶使用情況可以選擇,鈦合金,石墨或鍍金可選。
3)多種流道可以選擇,標(biāo)配為蛇形通道,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求可以定做不同流動(dòng)樣式。
4)多電池組合使用,采用特殊的流道設(shè)計(jì),氣體串連,提高產(chǎn)物產(chǎn)率。
5)電極有效活性面積可選擇行多。
6)管路接頭均為標(biāo)準(zhǔn)接頭,可選擇多種管路 。
7)可根據(jù)需求定制各種池體結(jié)構(gòu)。

4008058599
 關(guān)注公眾號(hào)
關(guān)注公眾號(hào)