金属氧化物的直接电化学还原

 US 6,540,902 B1

该专利涉及到一种控制金属氧化物的直接电解还原成相应的金属的方法。一个非消耗的阴极和一个阳极以及一个盐电解质，并且第一个参照电极靠近非消耗阳极，第二个参照电极靠近阴极。产生的氧化气体需要移除出电池中。阳极的势能需要和第一个参照电极相对比以防止阳极溶解。并且阴极的电势与第二个参照电极相比较以防止电解质中的还原的金属产物。

下图介绍的是一个含有金属氧化物作为固定期的电化学电池的简要结构介绍图。

0-电化学电池含有一个11-陶瓷的坩埚，一般指的是高密度的氧化镁坩埚。12-二次坩埚有环绕着一次坩埚的不锈钢构成。15-电解液是包含可溶性氧化物的卤化盐或者卤化盐的混合物。电解质的选择取决于要还原的氧化物。反映过程的温度取决于电解质物质的熔点。

16-阳极组件也许会包含Pt或者是SnO₂，其他的一些合适的不产生消耗氧的电极也可以用来使用。这些不消耗氧的电极有时也指的是17-尺寸稳定性阳极，能够在想研究的电解质环境中保持化学上和尺寸上的稳定。21-阳极电流阴线放于靠近19-致密的陶瓷管道的内部。

25-阴极组件也包好两种成分：26-电流引线，由插入的金属构成（不锈钢），以及30-感兴趣的金属氧化物的床层。

35，40-参照电极英语监测电极的势能。参照电极的构造取决于所使用的电解质材料。

该专利的特性为：

提供了一种过程和一个电化学电池的方法在一个过程的容器当中，通过使用一步法将金属氧化物还原成金属。并且有能力在这个过程中控制电解液中的氧化物浓度在一个使用者想要控制的水平，继而控制这个过程。该专利的最明显的一个优势在于它的适用性，可以通过选择不同种类的电解质，而提取多种种类的金属。