无膜电解槽及其在电解反应中的用途的制作方法

本发明涉及无膜电解槽及其在电解反应中的用途。

背景技术：

1、电解是生产各种化学品的重要技术。主要挑战之一是将在阴极和阳极两者处形成的反应产物进行分离。为了实现这一点，多年来已开发出一系列电解槽。

2、这些电解槽中的大多数都包括将阴极与阳极物理分隔开的膜。

3、然而，由于膜的老化，使用膜的电解槽价格昂贵且需要严格的维护。

4、为了克服这些问题，近年来开发出了无膜电解槽。然而，这些槽需要层流以防止在阴极处形成的产物与在阳极处形成的产物混合，这将使待合成产物的后续纯化复杂化，并且在某些情况下可能导致所形成的产物之间的虚假反应。

5、这种层流需要为每个反应实施特定的和限制性的操作条件以及特定的电解槽尺寸，包括导管。当使用气体/液体混合物时尤其如此，这使得多功能无膜层流电解槽的设计非常复杂。

6、目前可用的无膜电解槽的另一个限制是需要将试剂溶解在电解液中。当例如所述试剂不太溶于所述电解液时，这就产生了问题。此外，在这样的构造中，将各种试剂提供至阴极和阳极两者。这可能会导致不期望的反应。另外，在阴极处形成的产物将与旨在用于阳极的试剂混合，从而使所述产物的纯化复杂化。

7、因此，需要开发易于操作、无需严格的维护且使得能够容易地纯化预期产物的(流动)电解槽。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种无膜电解槽。

2、本发明的另一个目的是提供一种在不存在层流的情况下可以使用的槽。

3、本发明的另一个目的是能够与电解液分离地供应试剂，特别是电解液中不存在的试剂。

4、本发明的另一个目的是能够选择性地向阴极和阳极供应试剂。

5、本发明的另一个目的是能够在化学反应中使用电解槽，特别是在将co2还原为co时。

6、本发明的另一个目的是能够供应液态和气态材料两者，特别是气态试剂、以及溶解在载体流体中的固体材料。

7、本发明的另一个目的是能够使用不是试剂但可以用于改变温度或ph的液态或气态物质，或者将电极置于非活性气氛下并由此选择性地位于其中一个电极处。

8、发明人开发出创新的无膜电解槽，所述无膜电解槽被设计为无需层流即可运行。选择性地向阳极和/或阴极供应试剂并与电解液流分离的可能性使得能够进行反应产物的后续分离，其可以比现有电解槽更容易。

9、本发明的第一目的是无膜3d电解槽，所述电解槽包含：

10、·实体(1)，所述实体(1)由外表面(a、b)、特别是至少6个外表面(a、b)界定，

11、·多孔阳极，以及

12、·多孔阴极，

13、所述实体(1)包含：

14、·中心空腔(2)，

15、·两个外壳，顶部的(3)和底部的(4)，

16、·至少一个次级空腔(2’)，

17、·材料的至少一个引入导管(5)，

18、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

19、·至少一个供应导管(8)，

20、其中：

21、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

22、·每个流入导管(6)或(7)分别从中心空腔(2)延伸至实体(1)的外表面(a、b)，

23、特别是两个相应的导管在其上开口的外表面(a、b)是不同的且优选彼此相对，

24、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)延伸至实体(1)的外表面(a、b)，

25、·至少一个供应导管(8)从至少一个次级空腔(2’)延伸至顶部(3)和/或底部(4)外壳，

26、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

27、两个流入导管(6、7)适于将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，

28、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)分别引导至含有阳极和阴极的顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

29、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜3d电解槽，其中，所述至少一个引入导管(5)能够将反应性气体从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)。

30、根据优选的实施方式，本发明涉及无膜3d电解槽，所述电解槽包含：

31、·实体(1)，所述实体(1)由外表面(a、b)、特别是至少6个外表面(a、b)界定，优选地包括至少4个侧面(a)和上、下2个平面(b)，以及

32、·多孔阳极，以及

33、·多孔阴极，

34、所述实体(1)包含：

35、·中心空腔(2)，

36、·两个外壳，顶部的(3)和底部的(4)，

37、·至少一个次级空腔(2’)，

38、·材料的至少一个引入导管(5)，

39、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

40、·至少一个供应导管(8)，

41、其中：

42、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

43、·每个流入导管(6)或(7)分别通过孔口(82)从中心空腔(2)延伸至实体(1)的外表面(a、b)，

44、特别是两个相应的导管在其上开口的外表面(a、b)是不同的且优选彼此相对，

45、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)延伸至实体(1)的外表面(a、b)，

46、·至少一个供应导管(8)从至少一个次级空腔(2’)延伸至顶部(3)和/或底部(4)外壳，

47、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

48、两个流入导管(6、7)能够将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，并能够通过流入导管(6、7)的相应端部(82)引入两股电解液流，

49、所述两个流入导管(6、7)被定位以便允许两股流体在中心空腔(2)中相遇且使得电解液流各自分别分成两个部分，一股流体的第一部分与另一股流体的第一部分被引导至阳极，并且一股流体的第二部分与另一股流体的第二部分被引导至阴极，

50、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)引导至分别含有阳极和阴极的顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

51、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜3d电解槽，其中，所述至少一个引入导管(5)能够将反应性气体从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)。

52、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜3d电解槽，其中，用于引入两股电解液流的中心空腔(2)中的流入导管(6、7)的各个孔口(82)被定位，以便以两个基本上相对的方向引导来自孔口(82)的两股电解液流。

53、在本发明的含义内，“以基本上相对的方向”是指形成绝对值为165至180度的角α的方向。

54、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜的3d电解槽，其中，允许引入两股电解液流的流入导管(6、7)的各个孔口(82)被定位，以便以两个方向将来自入口处的孔口(82)的两股电解液流引导至中心空腔(2)，在所述两个方向之间形成绝对值为165至180度的角α。

55、应当理解的是，在中心空腔的孔口(82)处的各电解液流的方向都可以用矢量来示意，并且在中心空腔(2)中碰撞的两股流体的两个矢量具有形成以绝对值表示的角α的方向。当角α为165度至180度时，方向被认为是基本上相对的。

56、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜的3d电解槽，其中，允许引入两股电解液流的中心空腔(2)中的流入导管(6、7)的各个孔口(82)被定位以便以对立意义上的两个共线方向引导两股流体。

57、在这个构造中，角α为180度。

58、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜3d电解槽，所述电解槽包含：

59、·实体(1)，所述实体(1)由至少6个外表面界定，包括至少4个侧面(a)和上、下2个平面(b)，以及

60、·多孔阳极，以及

61、·多孔阴极，

62、所述实体(1)包含：

63、·中心空腔(2)，

64、·两个外壳，顶部的(3)和底部的(4)，

65、·至少一个次级空腔(2’)，

66、·材料的至少一个引入导管(5)，

67、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

68、·至少一个供应导管(8)，

69、其中：

70、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

71、·每个流入导管(6)或(7)分别从中心空腔(2)延伸至实体(1)的侧面(a)，

72、两个相应的导管在其上开口的侧面(a)是不同的且优选彼此相对，

73、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)延伸至实体(1)的侧面(a)，

74、·至少一个供应导管(8)从至少一个次级空腔(2’)延伸至顶部(3)和/或底部(4)外壳，

75、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

76、两个流入导管(6、7)适于将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，

77、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)引导至分别含有阳极和阴极的顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

78、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的无膜3d电解槽，所述电解槽包含：

79、·实体(1)，所述实体(1)由至少6个外表面界定，包括至少4个侧面(a)和上、下2个平面(b)，以及

80、·多孔阳极，以及

81、·多孔阴极，

82、所述实体(1)包含：

83、·中心空腔(2)，

84、·两个外壳，顶部的(3)和底部的(4)，

85、·至少一个次级空腔(2’)，

86、·材料的至少一个引入导管(5)，

87、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

88、·至少一个供应导管(8)，

89、其中：

90、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

91、·每个流入导管(6)或(7)分别通过孔口(82)从中心空腔(2)延伸至实体(1)的侧面(a)，

92、两个相应的导管在其上开口的侧面(a)是不同的且优选彼此相对，

93、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)延伸至实体(1)的侧面(a)，

94、·至少一个供应导管(8)从至少一个次级空腔(2’)延伸至顶部(3)和/或底部(4)外壳，

95、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

96、两个流入导管(6、7)能够将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，并能够通过流入导管(6、7)的相应端部引入两股电解液流，

97、所述两个流入导管(6、7)被定位以便允许两股流体在中心空腔(2)中相遇且使得电解液流各自分别分成两个部分，一股流体的第一部分与另一股流体的第一部分被引导至阳极，并且一股流体的第二部分与另一股流体的第二部分被引导至阴极，

98、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)引导至分别含有阳极和阴极的顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

99、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含：

100、·实体(1)，所述实体(1)由至少6个外表面界定，包括至少4个侧面(a)和上、下2个平面(b)，以及

101、·多孔阳极，以及

102、·多孔阴极，

103、所述实体(1)包含：

104、·中心空腔(2)，由侧表面(c)以及至少两个边缘(d)界定，所述侧表面(c)与所述实体(1)形成界面，所述至少两个边缘(d)分别为顶部边缘和底部边缘，形成中心空腔(2)的顶端和底端，

105、所述中心空腔(2)在其顶部边缘和底部边缘(d)的任一侧侧接有两个外壳，即顶部的(3)和底部的(4)，

106、·至少一个次级空腔(2’)，特别是处于圆环形状，

107、所述至少一个次级空腔(2’)位于实体的部分(1’)内，实体的所述部分(1’)围绕中心空腔(2)，并由外侧表面(e)、内侧表面(f)以及两个表面(g)界定，所述外侧表面(e)与所述实体(1)形成界面，所述内侧表面(f)由中心空腔(2)的侧表面(c)构成，

108、所述两个表面(g)分别为顶部的和底部的，

109、所述至少一个次级空腔(2’)由与实体的部分(1’)形成界面的表面(h)界定，

110、所述至少一个次级空腔(2’)在其侧表面(c)的一部分上至少部分地围绕中心空腔(2)，

111、·所述顶部(3)和底部(4)外壳各自由侧表面(i)、至少一个边缘(j)、以及与所述实体(1)形成界面的平面(k)界定，

112、顶部外壳(3)的边缘(j)位于实体(1)的上平面(b)的平坦面内，底部外壳(4)的边缘(j)位于实体(1)的下平面(b)的平坦面内，

113、所述平面(k)与实体(1)的上、下两个平面(b)平行，并且由次级空腔的部分(1’)的表面(g)和次级空腔(2)的一个末端形成，

114、顶部外壳(3)的平面(k)由实体部分(1’)的顶部表面(g)和中心空腔(2)的顶端形成，

115、底部外壳(4)的平面(k)由实体部分(1’)的底部表面(g)和中心空腔(2)的底端形成，

116、·材料的至少一个引入导管(5)，

117、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

118、·至少一个供应导管(8)，

119、其中：

120、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

121、·每个流入导管(6)或(7)分别在中心空腔(2)的任一侧上从所述表面(c)的区域延伸至实体(1)的侧面(a)，

122、两个相应的导管在其上开口的侧面(a)是不同的且优选彼此相对，

123、所述流入导管(6、7)形成两个槽入口，

124、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)的表面(h)的外侧区域(h”)延伸至实体(1)的侧面(a),

125、至少一个引入导管(5)形成槽的至少第三入口，

126、·至少一个供应导管(8)从次级空腔(2’)的表面h的顶部表面(h’)的区域和/或从底部表面(h’)的区域开始，并且通过所述外壳的平面(k)以及通过实体的部分(1’)的顶部(g)和/或底部(g)表面在所述顶部(3)和/或底部(4)外壳上开口，

127、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

128、两个流入导管(6、7)能够将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，

129、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)引导至顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

130、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，中心空腔(2)处于圆柱形状。有利地，阳极和阴极形成处于圆柱形状的中心空腔(2)的圆形底部。

131、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，中心空腔(2)处于长方体形状。

132、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，次级空腔(2’)处于圆环形状。

133、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，次级空腔(2’)处于圆柱形状。有利地，中心空腔(2)处于长方体形状，并且次级空腔(2’)处于圆柱形状，所述圆柱具有平行于所述平行六面体的边缘而设置的旋转轴。

134、根据优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含：

135、·实体(1)，所述实体(1)由至少6个外表面界定，包括至少4个侧面(a)和上、下2个平面(b)，以及

136、·多孔阳极，以及

137、·多孔阴极，

138、所述实体(1)包含：

139、·中心空腔(2)，由侧表面(c)以及至少两个边缘(d)界定，所述侧表面(c)与所述实体(1)形成界面，所述至少两个边缘(d)分别为顶部边缘和底部边缘，形成中心空腔(2)的顶端和底端，

140、所述中心空腔(2)在其顶部边缘和底部边缘(d)的任一侧侧接有两个外壳，即顶部的(3)和底部的(4)，

141、·至少一个次级空腔(2’)处于圆环形状，

142、所述至少一个次级空腔(2’)位于实体的部分(1’)内，实体的所述部分(1’)围绕中心空腔(2)，并由外侧表面(e)、内侧表面(f)以及两个表面(g)界定，所述外侧表面(e)与所述实体(1)形成界面，所述内侧表面(f)由中心空腔(2)的侧表面(c)构成，

143、所述两个表面(g)分别为顶部的和底部的，

144、所述至少一个次级空腔(2’)由与实体的部分(1’)形成界面的表面(h)界定，

145、所述至少一个次级空腔(2’)在其侧表面(c)的一部分上至少部分地围绕中心空腔(2)，

146、·所述顶部(3)和底部(4)外壳各自由侧表面(i)、至少一个边缘(j)、以及与所述实体(1)形成界面的平面(k)界定，

147、顶部外壳(3)的边缘(j)位于实体(1)的上平面(b)的平坦面内，底部外壳(4)的边缘(j)位于实体(1)的下平面(b)的平坦面内，

148、所述平面(k)与实体(1)的上、下两个平面(b)平行，并且由次级空腔的部分(1’)的表面(g)和次级空腔(2)的一个末端形成，

149、顶部外壳(3)的平面(k)由实体部分(1’)的顶部表面(g)和中心空腔(2)的顶端形成，

150、底部外壳(4)的平面(k)由实体部分(1’)的底部表面(g)和中心空腔(2)的底端形成，

151、·材料的至少一个引入导管(5)，

152、·用于两股电解液流的两个流入导管(6、7)，以及

153、·至少一个供应导管(8)，

154、其中：

155、·所述多孔阳极和所述多孔阴极分别被包含在所述顶部(3)和底部(4)外壳中，

156、·每个流入导管(6)或(7)分别在中心空腔(2)的任一侧上从所述表面(c)的区域延伸至实体(1)的侧面(a)，

157、两个相应的导管在其上开口的侧面(a)是不同的且优选彼此相对，

158、所述流入导管(6、7)形成两个槽入口，

159、·至少一个引入导管(5)从至少一个次级空腔(2’)的表面(h)的外侧区域(h”)延伸至实体(1)的侧面(a),

160、至少一个引入导管(5)形成槽的至少第三入口，

161、·至少一个供应导管(8)从次级空腔(2’)的表面h的顶部表面(h’)的区域和/或从底部表面(h’)的区域开始，并且通过所述外壳的平面(k)以及通过实体的部分(1’)的顶部(g)和/或底部(g)表面在所述顶部(3)和/或底部(4)外壳上开口，

162、所述至少一个引入导管(5)能够将材料从实体(1)的外部分别引导至至少一个次级空腔(2’)，

163、两个流入导管(6、7)能够将电解液从实体(1)的外部引导至中心空腔(2)，

164、所述至少一个供应导管(8)能够将材料从至少一个次级空腔(2’)引导至顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

165、因此，根据本发明的电解槽包含实体，所述实体包含两个流入导管，所述两个流入导管用于两股电解液流从槽的外部到中心空腔。流入导管被定位以便允许两股流体在中心空腔中正面相遇，从而引起流体方向的改变，这允许流体以基本上垂直于阴极和阳极的方向到达阴极和阳极。

166、实体还包含一个或多个引入导管，该导管用于将材料从槽的外部提供至至少一个次级空腔。引入导管将至少一个次级空腔连接至外壳，允许由引入导管提供的材料到达阴极和/或阳极。

167、实体(1)可以包含一个次级空腔(2’)或多个次级空腔(2’)，通过至少一个供应导管(8)仅连接至阴极，允许选择性地向所述阴极供应材料，

168、或者，实体(1)可以包含一个次级空腔(2’)或多个次级空腔(2’)，通过至少一个供应导管(8)仅连接至阳极，允许选择性地向所述阳极供应材料，

169、或者，实体(1)可以包含一个次级空腔(2’)或多个次级空腔(2’)，通过至少一个供应导管(8)连接至阴极和阳极两者，允许向所述阴极和所述阳极供应材料。

170、“实体(1)”是电解槽的组成部分，其中包含各种空腔、孔口和导管。实体使得能够固定所述空腔、孔口和导管在空间中的相对位置。

171、实体(1)为三维实体，具有x、y和z轴，如图1中所定义的，代表根据本发明的特定实施方式的实体。

172、因此，实体的上、下2个平面(b)位于x和y轴上，而侧面(a)位于上、下2个平面(b)之间，特别是沿着z轴。z轴连接上平面(b)和下平面的各自中心。

173、实体由非导电材料制成，所述非导电材料在使用期间对施加到电解槽的电流绝缘。

174、“实体的部分(1’)”为含有至少一个次级空腔(2’)的实体的部分。实体的部分(1’)在所述中心空腔(2)的整个侧表面(c)上围绕中心空腔(2)。

175、“中心空腔(2)”为位于实体内的空腔，其几何中心位于实体(1)的几何中心处。中心空腔(2)用于接收来自槽的外部的电解液流。

176、通过“实体的几何中心”，其意味着界定实体(1)的所有平面(b)和侧面(a)的位置的居中值。

177、通过“中心空腔的几何中心”，其意味着整个侧表面(c)以及中心空腔(2)的顶端和底端的位置的居中值。

178、通过“中心空腔的顶部边缘”，其意味着沿着z轴最接近实体的上表面(b)的边缘。

179、中心空腔(2)的顶端由一个顶部边缘(d)或多个顶部边缘(d)界定，所述顶部边缘与实体的平面(b)平行，

180、中心空腔(2)的所述顶端和实体部分(1’)的顶部表面(g)形成顶部外壳(3)的平面(k)。

181、通过“中心空腔的底部边缘”，其意味着沿着z轴最接近实体的下表面(b)的边缘。

182、中心空腔(2)的底端由一个底部边缘(d)或多个底部边缘(d)界定，所述底部边缘与实体的平面(b)平行，

183、中心空腔(2)的所述底端和实体部分(1’)的底部表面(g)形成底部外壳(4)的平面(k)。

184、通过“中心空腔的侧表面”，其意味着空腔的表面(c)，与实体形成界面，所述表面(c)更精确地由实体的部分(1’)的内侧表面(f)构成。所述表面(c)沿着实体(2)的z轴从所述中心空腔的至少一个顶部边缘(d)延伸至至少一个底部边缘(d)。

185、“次级空腔(2’)”为位于实体内的空腔，并且更精确地说是位于围绕中心空腔(2)的实体的部分(1’)内。

186、至少一个次级空腔(2’)用于接收来自槽的外部的材料流。

187、在至少一个次级空腔(2’)的上下文中，通过“圆环形状”，应当理解的是，至少一个次级空腔(2’)为下述之一：

188、·处于整体或部分地具有椭圆形或圆形横截面(图15a和图16c)的圆环形状，特别是处于具有圆形横截面的半圆环形状(图15a)，任选地呈现角度(图15b)，

189、或者

190、·处于整体或部分地具有矩形或正方形横截面的圆环形状(图16b和图16d)，特别是处于具有矩形或正方形横截面的半圆环形状，任选地呈现角度。

191、沿着z轴从上方观察，圆环具有圆形形状。

192、通过“呈现角度”，其意味着沿着z轴从上方观察的圆形形状具有角度。沿着z轴从上方观察的圆环可以例如处于六边形形状。

193、在次级空腔(2’)处于具有矩形或正方形横截面的圆环形状的情况下，表面(h)由多个不同的表面组成(图16b)，即：

194、-外侧表面(h”)、内侧表面(h”’)，以及

195、-两个平坦表面(h’)，顶部的和底部的。

196、次级空腔(2’)的内侧表面(h”’)为最靠近次级空腔的几何中心的侧表面。

197、次级空腔(2’)的外侧表面(h”)为距离次级空腔的几何中心最远的侧表面。

198、次级空腔(2’)的顶部表面(h’)为最接近顶部外壳(3)的表面。

199、次级空腔(2’)的底部表面(h’)为最接近底部外壳(3)的表面。

200、通过“次级空腔的几何中心”，其意味着次级空腔(2’)的整个表面(h)的位置的居中值。

201、在次级空腔处于具有椭圆形或圆形横截面的圆环形状的情况下，还在如下之间存在区别：

202、-外侧表面(h”)、内侧表面(h”’)，以及

203、-两个平坦表面(h’)，顶部的和底部的。

204、在该上下文中，在次级空腔处于具有圆形横截面的圆环形状的情况下：

205、“外侧表面h””对应于圆环的各截面的外侧圆周的总和(图16e)，对于每个给定的截面，每个外侧圆周由表面h上的两个点界定，表面h上的这两点位于x’y’轴与截面圆周的交叉点和z’轴与截面圆周的两个相应交叉点之间的中间，

206、z’轴为从截面中心起的z方向上的轴，

207、x’y’轴为从截面中心和从次级空腔(2’)的几何中心起的xy方向上的轴。

208、“内侧表面h”’”对应于圆环的各截面的内侧圆周的总和，对于每个给定的截面，每个内侧圆周由表面h上的两个点界定，表面h上的这两点位于x’y’轴与截面圆周的交叉点和z’轴与截面圆周的两个相应交叉点之间的中间，

209、z’轴为从截面中心起的z方向上的轴，

210、x’y’轴为从截面中心到次级空腔(2’)的几何中心的xy方向上的轴。

211、次级空腔(2’)的顶部表面(h’)对应于在顶部外壳(3)的方向上位于外侧表面(h”)和内侧表面(h”’)之间的顶部表面。

212、次级空腔(2’)的底部表面(h’)对应于在底部外壳(4)的方向上位于外侧表面(h”)和内侧表面(h”’)之间的顶部表面。

213、在次级空腔处于具有椭圆形横截面的圆环形状的情况下，表面h’、h”和h”’如上所定义的用于处于具有圆形横截面的圆环形状的次级空腔。

214、通过“表面(h)的外侧区域”，其意味着外侧表面(h”)上的区域。

215、通过“表面(h)的顶部和/或底部区域”，其意味着分别为顶部和/或底部的平坦表面(h’)上的区域，

216、“表面(h)的顶部区域”对应于顶部表面(h’)上的区域，

217、以及“表面(h)的底部区域”对应于底部表面(h’)上的区域。

218、通过“实体部分(1’)的顶部表面”，其意味着实体部分(1’)的顶部表面(g)，所述顶部表面(g)与中心空腔(2)的顶端形成顶部外壳(3)的平面(k)。

219、通过“实体部分(1’)的底部表面”，其意味着实体部分(1’)的底部表面(g)，所述底部表面(g)与中心空腔(2)的底端形成底部外壳(3)的平面(k)。

220、通过“外壳”，其意味着包含在实体(1)中的空的空间。顶部(3)和底部(4)的两个外壳在所述实体(1)的其中一个平面(b)(分别为上、下平面)，被开口至所述实体(1)的外部，并沿着z轴延伸至槽中，分别远至实体的部分(1’)的顶部和底部表面(g)。

221、旨在容纳阴极的外壳也称为“阴极外壳”，并且旨在容纳阳极的外壳也称为“阳极外壳”。为了本发明的目的，阴极外壳对应于顶部外壳(3)，并且阳极外壳对应于底部外壳(4)。

222、外壳(3)和(4)可以具有各种形状，这取决于期望的电极形状。

223、外壳(3)和(4)的形状特别是处于圆柱形，能够容纳基本上为圆柱形的电极，但也可以具有例如：

224、·平行六面体形状，特别是立方体形状，其可以容纳基本上为平行六面体或基本上为立方体的电极，或者

225、·六棱柱形状，能够容纳基本上处于六棱柱形状的电极。

226、优选地，外壳(3)和(4)、中心空腔(2)和实体的部分(1’)具有相互兼容的几何形状，在这个意义上，如果中心空腔为圆柱形，则外壳也优选地为圆柱形，并且实体的部分(1’)优选地处于具有正方形或矩形横截面的圆环形状。

227、通过“多孔阳极”，其意味着具有允许一个材料流或多个材料流(如果有的话)和电解液从实体内部到电解槽外部的通路的开孔率的阳极。

228、通过“多孔阴极”，其意味着具有允许一个材料流或多个材料流(如果有的话)和电解液从实体内部到电解槽外部的通路的开孔率的阴极。

229、术语“流入导管”是指被设计为用于将电解液流从槽的外部带到中心空腔(2)的导管。

230、本发明的实体(1)包含两个流入导管。

231、术语“引入导管”是指被设计为用于将材料流从槽的外部提供至至少一个次级空腔(2’)的导管。

232、可以通过引入导管(5)提供的材料特别地为试剂。反应物可以处于气体形式，例如co2，其可以在阴极转化为co，也可以处于液体形式，例如溶液中的反应物，或者纯的液体反应物，例如水，其可以转化为h2或o2。

233、引入材料还可以包括催化剂和/或促进剂，例如碘盐或路易斯酸。

234、由引入导管提供的材料也可以为不作为试剂参与电解反应的材料。例如，可以根据需要使用冷却液体或传热流体来冷却或加热电极。冷却液体的使用使得其可以控制放热反应，而传热液体的使用使得其可以增加所实施的反应的动力学。还可以提供非活性气体，例如氮气，以使空气敏感反应得以进行。

235、为了防止电解反应中不用作试剂的材料进入电极，槽可以安装专用部件，如图22所示的部件。

236、多个次级空腔2’的使用允许反应物与在电解反应中不用作反应物的材料同时进料。

237、通过“供应导管”，其意味着被设计为用于将材料流从次级空腔(2’)带到顶部(3)或底部(4)外壳的导管。因此，供应导管是次级空腔和电极之间的连接。

238、因此，通过供应导管将材料从槽的外部输送至次级空腔，然后从该次级空腔输送至电极。

239、实体可以包含多种类型的孔口，所述孔口包括：

240、·允许电解液流进入实体(1)的孔口(81)。

241、孔口(81)形成流入导管(6)或(7)的一部分并且通过所述流入导管(6)或(7)对应于实体(2)的侧面(a)的一个中的开口。

242、·允许电解液流进入中心空腔(2)的孔口(82)。

243、孔口(82)形成流入导管(6)或(7)的一部分并且通过所述流入导管(6)或(7)对应于中心空腔(2)的侧表面(c)中的开口。

244、·允许材料流进入实体(2)的一个或多个孔口(83)。

245、孔口(83)形成引入导管(5)的一部分并且通过所述引入导管(5)对应于实体(2)的侧面(a)的一个中的开口。

246、·允许材料流进入至少一个次级空腔(2’)的一个或多个孔口(84)。

247、孔口(84)形成引入导管(5)的一部分并且通过所述引入导管(5)对应于所述至少一个次级空腔(2’)的外侧面(h”’)的一个中的开口。

248、·允许一个或多个材料流从至少一个次级空腔(2’)排出的一个或多个孔口(85)。

249、孔口(85)形成供应导管(8)的一部分并且通过所述供应导管(8)对应于所述至少一个次级空腔(2’)的顶部或底部表面(h’)中的一个的开口。

250、·允许材料从次级空腔(2’)进入顶部外壳(3)或底部外壳(4)的一个或多个孔口(86)。

251、孔口(86)形成供应导管(8)的一部分并且通过所述供应导管(8)对应于实体部分(1’)的顶部或底部表面(g)中的一个的开口。

252、孔口(81)和(83)特别是连接至输送材料流和电解液流的装置，并且特别地为管或管道。通过固定装置将这些输送装置以密封的且有利地可逆的方式连接至实体(1)。

253、孔(81)和(83)可以任选地但不必须地配备有突起，以便于促使所述输送装置连接至实体。

254、当使用根据本发明的电解槽时，由两个流入导管(6)和(7)提供的两股电解液流在中心空腔(2)中正面相遇。两股流体的碰撞随后引起所述两股流体的方向的改变。

255、第一流体的一部分流向阳极，而另一部分流向阴极。同样地，第二流体的一部分被引向阳极，而另一部分被引向阴极。朝向阳极的两部分可以至少部分地彼此混合，朝向阴极的两部分也是如此。等人研究了这些现象的一般原理(the fluid flow in the t-junction，the comparison of the numerical modeling and piv measurement，procedia engineering 39(2012)p.19-27)。

256、两个流体的这种分离(英文中称为“split”)伴随着方向的改变，允许电解液流以基本上垂直于电极的方向到达电极。这使得电解液更容易通过多孔电极。

257、通过多孔电极流向槽的外部的流速阻止电解产物迁移到中心空腔中，所述电解产物被“拖拽”至槽的外部以进行回收。从阴极回收的流体被称为“阴极电解液”，并且从阳极回收的流体被称为“阳极电解液”。

258、通过“阴极电解液”，其意味着在它从实体(1)的内部到电解槽的外部通过阴极后的电解液流。应该理解的是，阴极电解液包含电解液、反应产物以及可能过量的反应物和未经过反应的材料。

259、通过“阳极电解液”，其意味着在它从实体(1)的内部到电解槽的外部通过阳极后的电解液流。应当理解的是，阳极电解液包含电解液、反应产物以及可能过量的反应物和材料。

260、本发明人出乎意料地发现，尽管不存在膜，但根据本发明的电解槽的结构使得其引起电解液的“分离(split)”并允许材料/试剂与电解液分开添加，防止在阴极处形成的产物与阳极处形成的产物混合，同时确保槽的导电性。

261、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中实体(1)具有对称点i。

262、根据该实施方式，实体(1)具有对称点i，其位于实体的几何中心，并且更精确地说是位于中心空腔的中心，如图7所示。

263、根据另一优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述实体(1)处于平行六面体形状，并且特别是处于立方体形状，

264、所述实体(1)由6个外表面界定，包括4个侧面(a)和上、下2个平面(b)。

265、实体处于平行六面体形状是有利的，因为这种形状允许实体在反应系统内的最佳定位，并因此允许也处于平行六面体形状的电解槽在反应系统内的最佳定位。

266、例如，如果多个槽串联或并联使用，这种形状确保了空间的最佳利用。

267、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述中心空腔(2)具有至少一个对称轴。

268、根据该实施方式，中心空腔具有至少一个对称轴，所述对称轴既相对于空腔的几何形状而言，又相对于孔口(82)而言，该孔口明显地彼此相对放置。

269、根据本发明的电解槽中存在的中心空腔具有允许电解液流有效且均匀分开或“分离”的几何形状。

270、根据另一个优选的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述中心空腔(2)基本上处于圆柱形，并且特别是处于圆柱形状，

271、其中，侧表面(c)由侧面以及分别为顶部和底部的两个边缘(d)组成，所述侧面与实体形成界面，所述两个边缘(d)形成中心空腔(2)的顶端和底端。

272、这在图15a中示出。这两个边缘(d)，即顶部的和底部的，各自形成圆，其圆周分别界定了中心空腔的顶端和底端。

273、中心空腔的圆柱形是有利的设计。圆柱的侧表面均匀且无凹凸。由此获得如下技术效果：在中心空腔内不存在或至少实质上不存在可干扰流动并因此干扰电解反应的电解液湍流现象。

274、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述中心空腔(2)处于六棱柱形状，

275、其中，侧表面(c)由6个侧面以及6个顶部边缘(d)和6个底部边缘(d)形成，所述侧面与实体形成界面，所述6个顶部边缘(d)和6个底部边缘(d)形成中心空腔(2)的顶端和底端。

276、在该构造中，中心空腔(2)的顶端和底端具有六边形几何形状。

277、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包括4个次级空腔(2’)，每个次级空腔特别地处于具有椭圆形或圆形横截面的半管环形状，

278、所述次级空腔中的两个被定位于更靠近顶部外壳(3)的平面(k)而不是底部外壳(4)的平面(k)，

279、并且另外两个次级空腔被定位于更靠近底部外壳(4)的平面(k)而不是顶部外壳(3)的平面(k)。

280、在该实施方式中，每个次级空腔由引入导管(5)提供，使得能够通过供应导管(8)选择性地向阴极和阳极供应材料，所述供应导管将各次级空腔连接到阴极或阳极。

281、该方法确保了向电极均匀供应材料。

282、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含2个次级空腔(2’)，每个次级空腔特别地处于具有椭圆形或圆形横截面的圆环形状，

283、所述次级空腔中的一个被定位于更靠近顶部外壳(3)的平面(k)而不是底部外壳(4)的平面(k)，

284、并且另一个次级空腔被定位于更靠近底部外壳(4)的平面(k)而不是顶部外壳(3)的平面(k)。

285、在该实施方式中，每个次级空腔由一个引入导管(5)或两个引入导管(5)提供，使得能够通过供应导管(8)选择性地向阴极和阳极供应材料，所述供应导管将每个次级空腔连接到阴极或阳极。

286、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含1个次级空腔(2’)，特别地处于具有椭圆形或圆形横截面的圆环形状，

287、所述次级空腔在顶部外壳(3)与底部外壳(4)的平面(k)之间等距定位。

288、在该实施方式中，将单个次级空腔(2’)用于通过供应导管(8)向阴极或阳极供应材料，所述供应导管(8)将次级空腔分别连接至顶部外壳(3)或底部外壳(4)。

289、在这种情况下，次级空腔(2’)配备有供应导管(8)，所述供应导管(8)将次级空腔连接至顶部外壳(3)和底部外壳(4)。

290、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，实体(1)进一步包含至少一个安装孔(9)，特别是至少一个螺纹孔，所述螺纹孔的其中一端位于所述实体(1)的其中一个平面(b)上，实体(1)特别地包含8个安装孔x至y，所述安装孔的端位于两个平面(b)的每一个上，

291、特别地其中所述安装孔穿过实体(1)。

292、安装孔用于将单个部件(即垫片和封闭板)附着到实体(1)。

293、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽进一步包含由两个平面(l)界定的两个平垫片(10)，所述两个垫片(10)贴在实体(1)的外部，分别贴在两个平面(b)上，

294、所述两个垫片(10)的平面(l)具有与实体(1)的平面(b)基本上相同的形状和尺寸，

295、所述两个垫片(10)由孔(9’)和(3’)穿透，可叠加在实体(1)的孔(9)和外壳(3)或(4)上。

296、通过“平垫片(10)”，其意味着基本上没有厚度的2d垫片。通过“基本上没有厚度”，其意味着厚度小于或等于1.0mm。

297、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽进一步包含厚度为0.2至1.0mm的两个垫片(10)。

298、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽进一步包含分别由两个平面(m)和至少4个侧面(n)界定的两个封闭板(11)，所述两个封闭板(11)贴在实体(1)的外部，分别贴在两个垫片(10)，

299、所述两个封闭板(11)的平面(m)具有与实体(1)的平面(b)基本上相同的形状和尺寸，

300、所述两个封闭板(11)被孔(9”)和在中心处被孔(3”)穿透，所述孔(9”)可叠加在实体(1)的孔(9)上，所述孔(3”)与实体(1)的外壳(3)或(4)连通。

301、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽还包含两个集电器(12)，特别是被整合到封闭板中。

302、在该实施方式中，每个集电器都被整合到封闭板中，如图13所示。

303、集电器充当电流源与电极之间的导体。它们由导电材料制成，特别是金属，例如铜、不锈钢、镍、钛或钽。

304、在另一个特定的实施方式中，集电器(12)可以被整合到实体(1)中。

305、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，通过实体(1)中的至少一个安装孔(9)以及分别通过两个垫片(10)和两个封闭板(11)中的孔(9’)和(9”)，经由固定装置、特别是螺栓将实体(1)、2个垫片(10)和两个封闭板(11)固定在一起。

306、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，流入导管(6)和(7)分别从中心空腔(2)延伸，彼此相对，并且与所述中心空腔(2)的顶端和底端的距离基本上相同。

307、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，至少一个引入导管(5)分成两个分支，

308、所述分隔部位于实体的内部，位于至少一个次级空腔(2’)的侧表面(h”)与实体(1)的侧面(a)之间，所述至少一个引入导管(5)从所述侧表面(h”)延伸，并且所述至少一个引入导管(5)在所述侧面(a)上开口，

309、两个分支从同一次级空腔(2’)的侧表面(h”)的两个不同区域延伸，或者

310、从两个不同的次级空腔(2)的侧表面(h”)的两个区域延伸，两个不同的次级空腔(2’)位于距顶部外壳(3)的平面(k)以及底部外壳(4)的平面(k)相同距离处。

311、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含两个引入导管(5)，所述两个引入导管(5)特别是每个都分成2个分支，每个分支从至少一个次级空腔(2’)的侧表面(h’)延伸。

312、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含四个引入导管(5)，

313、两个所述引入导管分别从两个次级空腔(2’)发出，处于半圆环形状，被定位于更靠近顶部外壳(3)的平面(k)而不是底部外壳(4)的平面(k)，

314、并且另外两个引入导管分别从两个次级空腔(2’)引出，处于半圆环形状，被定位于更靠近顶部外壳(3)的平面(k)而不是底部外壳(4)的平面(k)。

315、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述电解槽与用于引入两股相对方向的电解液流的装置连接，所述电解液流能够通过所述流入导管(6、7)从槽的外部流向中心空腔(2)。

316、根据另一特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述电解槽与引入至少一个材料流的至少一个装置连接，所述材料流能够通过所述至少一个引入导管(5)从槽的外部循环至阳极和/或阴极。

317、根据本发明的电解槽可以用于阴极反应和阳极反应两者或两者的组合。

318、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，多孔阳极由如下的混合物组成：

319、·碳黑，

320、·离子聚合物，

321、·任选地，催化剂，以及

322、·任选地，聚四氟乙烯(ptfe)。

323、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，多孔阴极由如下的混合物组成：

324、·碳黑，

325、·离子聚合物，

326、·任选地，催化剂，以及

327、·任选地，聚四氟乙烯(ptfe)。

328、“炭黑”形成电极的基质。它固定电极的其他成分。炭黑还充当电导体。可以使用的产品示例包括来自cabot的xc72r、石墨烯、石墨和碳纳米管。

329、“离子聚合物”或“离聚物”确保电极的导电性。

330、这是具有离子位点的聚合物，例如羧酸根或磺酸根基团。

331、可以使用的产品示例包括或

332、

333、的一般结构

334、

335、的一般结构

336、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，多孔阴极和多孔阳极具有60％至80％、特别是70％至75％、特别是约73％的理论孔隙率pt。

337、理论孔隙率根据下式确定：

338、

339、vp＝vt-vm vt＝πr2h vm-∑ρcstmcst

340、其中：

341、pt代表理论孔隙率，以％表示，

342、vp为孔隙体积，

343、vt代表电极的总体积，

344、vm代表构成电极的固体物质的体积，

345、ρcst代表构成电极的固体材料的密度，

346、mcst代表用于形成电极的固体材料的质量。

347、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，阴极与阳极之间的距离为1至6mm，或小于1mm，特别是0.1至1mm。

348、通过“阴极与阳极之间的距离”，其意味着沿着z轴由中心空腔(2)分隔顶部(3)和底部(4)外壳所代表的距离。

349、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，阴极和/或阳极仅部分地与电解液接触。

350、换句话说，电极仅部分地浸入电解液中。

351、在根据本发明的电解槽的操作期间，即，当将材料供应到电极时，供应到阴极和/或阳极的材料的膜(特别是气体)存在于电极内。该膜位于外壳侧与电解液之间，确保电极充满试剂，并防止电解液与集电器之间的接触，从而限制电解产物的非选择性形成。

352、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述电解槽进一步配备有处于环形的装置，

353、所述装置配备有突起(o)，使得能够堵塞中心空腔的部分1’上存在的孔口85，

354、所述装置配备有允许材料在两个次级空腔之间流动的凹口(p)，

355、所述装置贴在次级空腔的部分(1’)的表面(g)与顶部或底部外壳的平面(k)之间。

356、在该实施方式中，供应到次级空腔中的材料不能到达电极，而是在两个次级空腔中循环。所述两个次级空腔均处于半孔形状，并且均被定位于更靠近顶部外壳(3)的平面(k)而不是底部外壳(4)的平面(k)，或者均被定位于更靠近底部外壳(4)的平面(k)而不是顶部外壳(3)的平面(k)。

357、该实施方式使冷却或传热液体能够靠近电极进行循环，而所述液体不会渗透到电极中，从而使反应的动力学能够得到控制。

358、根据待进行的反应来选择包含在电极内的催化剂，所述催化剂能够催化待进行的所述反应。可用于阴极和/或阳极中的催化剂包括：

359、·多相催化剂，包括例如基于pt、pd、ru、au、ag、cu、co、mo、mn、w、ni、fe、mos2、ws2、tio、zns或fes的金属催化剂。

360、·均相催化剂，例如：

361、过渡金属酞菁(fe、co、cu、ni、ag、au、mo、mn)，特别是酞菁钴，

362、过渡金属卟啉，

363、过渡金属四联吡啶。

364、·聚合物催化剂，例如：

365、过渡金属聚乙烯吡啶(fe、co、cu、ni、ag、au、mo、mn)，

366、过渡金属卟啉和酞菁cofs，

367、过渡金属氮化碳。

368、将聚四氟乙烯、尤其是来自teflon的聚四氟乙烯用于调节电极的疏水性。它还在增强电极结构方面发挥机械作用，因为它将炭黑颗粒固定在一起。

369、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述实体(1)包含机械耐受和化学惰性材料或者由其组成，特别是适用于输送气体和/或有机溶剂。

370、根据另一特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述实体(1)包含机械耐受和化学惰性材料或者由其组成，适用于在至少一个引入导管(5)中输送气体。

371、根据另一特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述实体(1)包含适用于输送有机溶剂、特别是n,n-二甲基甲酰胺(dmf)的机械耐受和化学惰性材料或者由其组成。

372、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，实体(1)包含选自下述的材料或者由其组成：

373、·聚丙烯(pp)，

374、·聚乙烯(pe)，

375、·聚氯乙烯(pvc)，

376、·聚四氟乙烯(ptfe)，

377、·聚偏二氟乙烯(pvdf)，

378、·聚醚醚酮(peek)，

379、·聚醚酮酮(pekk)，

380、·丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)，

381、·聚甲醛(pom)，

382、·聚己二酰己二胺，

383、·丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物，特别是可光聚合树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，或源自丙烯酸酯、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯或双酚a二甲基丙烯酸酯的聚合物，

384、·非导电复合材料，例如陶瓷材料、或者玻璃纤维和树脂的混合物，

385、所述材料任选地用碳纤维增强。

386、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，实体(1)由选自下述的材料制成：

387、·聚己二酰己二胺，

388、·丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物，特别是可光聚合树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，或源自丙烯酸酯、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯或双酚a二甲基丙烯酸酯的聚合物，

389、·聚醚醚酮(peek)，

390、·聚四氟乙烯(ptfe)，

391、·非导电复合材料，例如陶瓷材料、或者玻璃纤维和树脂的混合物。

392、应当理解的是，构成实体(1)的材料形成本体的实体部分。包含在实体中的各种孔口、导管和空腔并没有所述材料，但至少部分地由所述材料界定。

393、聚己二酰己二胺为具有一般结构[nh-(ch2)6-nh-co-(ch2)4-co]n的、由己二胺和己二酸制成的聚合物。该产品以品牌名销售。

394、聚醚醚酮，也称为peek(聚醚醚酮)，是属于聚芳醚酮家族的聚合物。

395、聚四氟乙烯为具有一般结构(cf2cf2)n的、由四氟乙烯单体制成的聚合物。该产品以品牌名销售。

396、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，所述实体(1)处于平行六面体形状，并且特别是处于立方体形状，

397、和/或

398、其中，中心空腔(2)基本上处于圆柱形，并且特别是处于圆柱形状，或者处于六棱柱形状。

399、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包含四个次级空腔(2’)，每个次级空腔特别是处于具有椭圆形或圆形横截面的半圆环形状，或者包含两个次级空腔(2’)，每个次级空腔特别是处于具有椭圆形或圆形横截面的圆环形状，

400、或者包含次级空腔(2’)，特别是处于具有椭圆形或圆形横截面的圆环形状。

401、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽包括：

402、·处于圆柱形状的中心空腔(2)，

403、·四个次级空腔(2’)，每个次级空腔处于具有椭圆形或圆形横截面的半管环形状，

404、所述四个次级空腔中的两个通过供应导管(8)连接至顶部外壳(4)，并且所述四个次级空腔中的两个通过供应导管(8)连接至底部外壳(3)，

405、·四个引入导管(5)，每个引入导管从四个次级空腔(2’)中的一个延伸，

406、·两个流入导管(6)和(7)，所述流入导管分别从中心空腔(2)延伸，彼此相对，并且与所述中心空腔(2)的顶端和底端的距离基本上相同。

407、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，其中，多孔阴极和/或阳极具有60％至80％、特别是70％至75％、特别是约73％的理论孔隙率pt，

408、和/或

409、其中，阴极与阳极之间的距离为1至6mm，或小于1mm，特别是0.1至1mm，

410、和/或

411、其中，多孔阴极和/或阳极由如下的混合物组成：

412、·碳黑，

413、·离子聚合物，

414、·任选地，催化剂，以及

415、·任选地，聚四氟乙烯(ptfe)。

416、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的电解槽，所述电解槽进一步包含两个垫片(10)，特别是具有0.2至1.0mm的厚度，

417、和/或还包含两个封闭板(11)，和/或还包含两个集电器(12)，特别是被整合到封闭板中，

418、所述垫片(10)和封闭板(11)通过至少一个安装孔(9)固定至实体(1)。

419、本发明的另一个目的是一种用于制造如上定义的实体(1)的方法，所述方法包含以下步骤：

420、·3d打印步骤a，以获得原始实体，

421、·洗涤步骤b，以获得洗涤后的实体，以及

422、·任选地步骤c，用于抛光所述洗涤后的实体。

423、首先，使用绘图软件如fusion 360绘制实体(1)。然后使用3d打印机、使用光固化单体生产原始实体。

424、然后，将由此从步骤a获得的实体在洗涤步骤b中“清洗”。该洗涤步骤去除导管、空腔和外壳中存在的任何单体残留物。洗涤步骤例如在异丙醇浴中通过超声处理进行。洗涤后，可以将一股压缩空气施加至实体以去除洗涤期间使用的溶剂。通过将传送压缩空气的管放置在为此目的提供的突起上，可以推动所述一股空气射流通过各种导管和空腔。突起位于孔口处，并在抛光步骤c中被去除。

425、根据本发明的电解槽可以包含或者可以不包含所述突起。

426、然而，本技术中提供的一些附图示出了这些突起，例如在图2b中的孔口(81)处。

427、除了实体之外，还能够制造：

428、·垫片(10)，通过激光切割epdm或硅酮。

429、·封闭板(11)，通过3d打印或激光切割，随后进行机械加工步骤，使集电器(12)能够插入，使用环氧型树脂将所述集电器固定至封闭板(11)。

430、本发明的另一个目的是如上定义的电解槽在电解反应中的用途。

431、根据本发明的电解槽既可以用于进行阴极反应又可以用于进行阳极反应。这些阴极和阳极反应可以同时发生。

432、在阴极发生的阴极反应的例子包括：

433、·将二氧化碳(co2)还原为一氧化碳(co)、甲酸(co2h)、甲醇(ch3oh)、甲烷(ch4)或乙烷(c2h6)，

434、·将草酸二甲酯还原为乙二醇、酒石酸二甲酯、2-丁酮、2,2-二甲氧基丙烷、乙酸羟甲酯、癸烷和/或辛烷，特别是还原为乙二醇或辛烷。

435、在阳极发生的阳极反应的例子包括：

436、·将水(h2o)氧化为氧气(o2)，

437、·将氯化物(cl-)氧化为氯气(cl2)，

438、·将氢氧化物(oh-)氧化为氧气(o2)，

439、·将伯醇氧化为醛，

440、·将仲醇氧化为酮，

441、·将乙醇羰基化为草酸二烷基酯。

442、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的用途，其中，电解反应是将二氧化碳还原为一氧化碳的反应。

443、将二氧化碳还原为一氧化碳是在阴极处发生的阴极反应。特别是，该反应可以使用含有酞菁钴作为催化剂的阴极来进行。

444、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的用途，其中，多个如上所述的电解槽、特别是至少两个电解槽并联或串联使用。

445、本发明的另一个目的是包含至少两个如上定义的并联或串联放置的电解槽的装置。

446、“串联放置电解槽”是指使电解槽串联分布的引入导管和流入导管的串联连接。

447、通过“并联放置电解槽”，其意味着使电解槽并联分布的引入导管和流入导管并联放置。

448、这种装置分别如图19和图18所示。

449、包含多个并联电解槽的实验装置能够使反应产物的产量增加。

450、如果需要，包括多个串联的电解槽的实验装置可以提高反应物向反应产物的转化率。在这种情况下，如果反应的转化不完全，则使用第一个电解槽来获得反应物和预期产物的混合物。电解槽末端剩余的反应物被转化为预期产物。因此可以连接多个电解槽以获得总转化。

451、本发明的另一个目的是在如上定义的电解槽中进行的电解方法，所述方法包含：

452、·步骤1，通过流入导管(6、7)的各个端部引入两股电解液流，两股电解液流沿相对的方向引导，

453、两股流体在中心空腔(2)中相遇，使每股流体分别分离成两个部分，

454、一股流体的第一部分和另一股流体的第一部分被引向阳极，一股流体的第二部分和另一股流体的第二部分被引向阴极，

455、·步骤2，通过至少一个引入导管(5)从实体(1)的外部向多孔阳极和/或多孔阴极提供材料，

456、·步骤3，在所述阴极与所述阳极之间施加电势差，特别是5v，引起电解反应。

457、根据特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，引入两股电解液流的步骤1在提供材料的步骤2之前进行。

458、根据该方法，在从引入导管(5)提供材料之前，首先将电解槽用电解液流进行平衡。

459、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，引入两股电解液流的步骤1在提供材料的步骤2之前进行，并且在提供材料的步骤之后进行施加电势差的步骤3。

460、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，电解液为盐在溶剂中的溶液。

461、盐由阴离子和阳离子组成，

462、特别是选自氢氧根、碳酸根、碳酸氢根、氯根、高氯酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫酸根和磷酸根的阴离子，以及选自钠、钾、nh4+、烷基铵、锂和铯的阳离子。

463、更具体地，盐选自碳酸氢钠、碳酸氢锂、四乙基碳酸铵和碳酸铯。

464、溶剂特别是水、甲醇、乙醇、四氢呋喃或超临界co2，优选水。

465、电解液特别是0.5m水性碳酸氢钠溶液。

466、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，两股电解液流中的每一股都具有基本上相同的流速，或者具有相同的流速。

467、为了确保在中心空腔内流体的分隔开，即“分离(split)”，两股电解液流正面相遇，并然后分隔开。当第一流体的流速与第二流体的流速相差太大时，存在如下风险，即较弱的流体被其所来自的电解液流导管“推”向实体外部。这也可以通过止回系统来防止。

468、通过“基本上相同的流速”，其意味着第二流体的流速对应于第一流体的流速+/-10％，特别是+/-5％，特别是+/-1％。

469、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，各电解液流的流速为1ml/min至1l/min，特别是40至60ml/min，特别是约48ml/min。

470、“1ml/min至1l/min”还包括以下范围：10ml/min至1l/min、0.1至1l/min、0.25至1l/min、0.5至1l/min、1至500ml/min、1至250ml/min、1至100ml/min、1至50ml/min、10至100ml/min、10至50ml/min、20至50ml/min、40至50ml/min。

471、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，电解液在电解槽内的停留时间为0.03至1秒。

472、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，在供应步骤2供应的材料为气体，特别是以0.4l/min的速率、0至200巴的压力。

473、通过“0至200巴”，其意味着以下范围：10至200巴、50至200巴、100至200巴、150至200巴、10至100巴、20至50巴、0至150巴、0至100巴、0至50巴、0至10巴、特别是3巴。

474、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，提供给步骤2的材料选自：

475、·反应性气体，特别是选自乙烯、co2、co、o2，

476、·反应性液体，特别是选自h2o、醇(特别是甲醇或乙醇)或甲酸，

477、·含有试剂的溶液，

478、·非活性气体，特别是氮气，

479、·冷却剂或传热流体。

480、步骤2中提供的材料还可以包括催化剂和/或促进剂，例如碘盐或路易斯酸。

481、因此，根据本发明的方法可以包含：

482、·向阴极和阳极供应试剂，特别是气体，

483、·向阴极但不向阳极供应试剂，特别是气体，通过电解液流中存在的组分发生阳极反应，

484、·向阳极但不向阴极供应试剂，特别是气体，通过电解液流中存在的组分发生阴极反应。

485、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，步骤2中提供的材料不存在于从实体(1)的外部传导至中心空腔(2)的电解液中。

486、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，供应至步骤2的材料为二氧化碳，特别是以0.4l/min的速率，所述二氧化碳为电解反应中的试剂。

487、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及一种电解方法，所述方法包含：

488、·步骤1，将两股电解液流通过流入导管(6、7)引入到如上定义的电解槽中，两股流体沿相对的方向引导，

489、·步骤2，通过至少一个引入导管(5)将材料提供到所述电解槽中，

490、·步骤3，在阴极与阳极之间施加电势差，特别是5v，

491、引起电解反应，特别是由至少一个引入导管(5)供应的材料的电解反应，

492、特别是，其中电解液流不包括步骤2中提供的材料。

493、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，所述方法包含：

494、·步骤1，将两股电解液流通过流入导管(6、7)引入到如上定义的电解槽中，两股流体沿相对的方向引导，

495、·步骤2，通过至少一个引入导管(5)将材料提供到所述电解槽中，

496、·步骤3，在阴极与阳极之间施加电势差，特别是5v，

497、引起由至少一个引入导管(5)供应的材料的电解反应，

498、步骤2中提供的材料选自：

499、·反应性气体，特别是选自乙烯、co2、co、o2、

500、·反应性液体，特别是选自h2o、醇(特别是甲醇或乙醇)或甲酸，

501、·含有试剂的溶液，

502、特别是，其中电解液流不包括步骤2中提供的材料。

503、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，供应到步骤2的材料为反应性气体，特别是选自乙烯、co2、co、o2。

504、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，所述方法包含：

505、·步骤1，将两股电解液流通过流入导管(6、7)引入到如上定义的电解槽中，两股流体沿相对的方向引导，

506、·步骤2，通过至少一个引入导管(5)将材料提供到所述电解槽中，

507、·步骤3，在阴极与阳极之间施加电势差，特别是5v，

508、引起电解液流中包含的材料的电解反应，

509、步骤2中提供的材料选自冷却液体、传热液体或非活性气体，特别是氮气。

510、根据另一个特定的实施方式，本发明涉及如上定义的方法，其中，电解是将co2还原为co的反应，所述方法包含以下步骤：

511、·通过导管(6)和(7)引入电解液流，特别是0.5m水性碳酸氢钠溶液，然后

512、·通过至少一个引入导管(5)向阴极提供co2，然后

513、·在阴极与阳极之间施加电势差，特别是5v，然后，

514、·回收在阴极形成的co，

515、其中，所述方法任选地包含通过引入导管(5)向阳极提供材料，所述材料特别是可以在阳极被氧化的材料。

516、本发明的另一个目的是在根据本发明的电解槽中将co2还原为co的方法，所述方法包含以下步骤：

517、·通过导管(6)和(7)引入电解液流，特别是0.5m水性碳酸氢钠溶液，然后

518、·通过至少一个引入导管(5)提供co2，然后

519、·在阴极与阳极之间施加偏置电位，特别是5v，然后，

520、·回收反应产物。

521、以下实施例和附图对本发明进行说明，但不限制其范围。