本发明涉及一种电化学设备，具体地说是提供一种采用恒电位电解法，用于制备纯氮和氧气体的电化学发生装置。 已有的氢、氧及惰性气体的电化学发生器，大多以电解水的方法来制取氢和氧，并用空气制取氮，例如日本专利JP59，162，284所提供的技术。该发生器的电解槽采用阳离子交换膜和SPE电极，从水罐将水送进阳极室，充气泵把空气泵入阴极室，通过使空气中的氧在阴极选择性还原的办法制取氮。但这种设备需要昂贵的阳离子交换膜和SPE电极。也有报导（Ger（East），85，336（cl，co 16），20，Oct，1971，App.WP 121/145，000，19Jan.1970），采用固体电解质构成的电槽，从空气中产生氮，并从水蒸汽中产生氢的方法。但这种方法除需价昂的固体电解质，尚需用输入水蒸汽。同时上述这些技术均是以电解水的方法来制取氢氧，因此耗电量大。
本发明的目的是提供一种结构简单的可制纯氧、氮的电化学发生器。该气体发生器既可小型化又可适应工业化生产需要制备纯氮、氧气体，其造价低，操作方便，能耗低。
为实现上述目的，本发明的电化学发生器对已有技术进行较大的改造，它利用恒电位电解方法，其特征在于它采用微孔膜作两电极的分隔板，可使氮氧气室在压差（可达1MPa）下稳定工作，其次，采用多孔气体扩散型氧电极为阴极，镍网为阳极，且电极安装采用金属材料制的凹凸形平面支撑板和/或平面穿孔板与导电支撑条或导电支撑垫的硬支撑法，即在微孔膜两侧加有阴、阳电极，采用上述硬支撑结构，使之两极构成零极距的电极结构，既确保电极的稳定工作，又可提高效率，降低能耗。此外，本发明采用的恒定电位应控制在≤1.5伏直流电，这样可避免阴极析出氢气，保证制备气体氮和氧地纯度都可达到99.99%以上。
上述本发明的电化学发生器，其微孔膜可采用孔径为800～1000的石棉膜，钛酸钾膜或二氧化钛膜。其金属凹凸形平面支撑板和平面穿孔板可采用不锈钢加工，其凹形部分或孔部分的面积可占整个板面的20～70%。导电支撑条或导电支撑垫也可由不锈钢制成。本发明发生器可根据实际需要采用单对电极制备成小型纯氮、氧气体发生器，也可组装成多对电极的单极电槽，作为生产纯氮、氧的专业设备。下面通过实例对本发明的结构给予进一步的说明。
实例1 单对电池的纯氮氧气体电化学发生器
以孔径800的石棉膜为微孔膜，以60目镍网为阳极，以纯银的多孔气体氧电极为阴极。用不锈钢加工成凹凸形平面支撑板。附图1是这种发生器的结构示意图，所示发生器为单极单对电槽。图中，1.微孔膜;2.阳极;3.多孔气体扩散型氧电极阴极;4.电解液进口;5.空气泵及空气进口;6.纯氮出口;7.电解液桶出口;8.阳极电解液及氧出口;9.电解液桶;10.电解液;11.纯氧出口;12.恒电位装置;13.凹凸形不锈钢支撑板;14.阴极室压力表。采用上述微孔膜、电极，并按附图1所示结构可安装成单极单对电槽，即在微孔膜两侧安置电极，利用凹凸形不锈钢支撑板夹紧电极成硬支撑电极结构。按附图1，并按常规技术，可安装电路、气路、液路各系统制成本发明单对电池电化学发生器。运行时，空气泵输入空气为120ml/min，阴极室压力表读数为表压0.4MPa，阳极室为常压，电极工作面积140cm2，恒电位1.5V直流电。其产生气体氮气纯度为含氧量≤24ppm，氧气纯度为99.99%（不计水蒸汽）。
实例2 多对电池式纯氮氧气体电化学发生器
以孔径为1000的石棉膜为微孔膜，以60目镍网为阳极，以ECNA型多孔气体扩散型氧电极为阴极，并制成孔径φ2，梗距1，厚1mm的不锈钢穿孔板与不锈钢导电支撑条。附图2是多对电池（2对）电槽构成发生器的结构示意图。图中：15.穿孔板;16.支撑条。参照附图2及实例1可安装成2对的单极式电槽和发生器。在运行时，空气泵输入空气300ml/min，阴极室压力表14显示表压0.4MPa，电极工作面积280（140×2）cm2，恒电位1.5V直流电。其氮气出口纯度为99.99%，氧气出口纯度为99.99%（不计水蒸汽）。
实例3 单对电池纯氮氧气体电化学发生器
按实施例1所述条件，分别采用800钛酸钾膜和二氧化钹膜代替800的石棉膜为微孔膜制成本发明的发生器，其产生气体氮气纯度含氧量≤24ppm，氧气纯度为99.99%（不计水蒸汽）。
由上述实例，本发明的发生器，使用微孔膜作气室分隔板，可承受达1MPa的压差而不发生窜气现象，同时采用硬支撑结构，使之构成零极距的电极结构，确保电极的稳定工作，减少电能消耗，提高工作效率。同时，由于采用恒定电位≤1.5伏直流电，可完全避免阴极氢析出，提高产生气体的纯度。此外，该发生器结构简单，造价低，工作稳定，产气体纯度高，不但可组装成小型气体发生器，也可制成工业生产纯氮、氧气体的专用设备。