【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于CO2、CO和其他化学化合物的电化学反应的具有先进架构的反应器政府支持的声明根据Opus12,Incorporated和加州大学董事会(TheRegentsoftheUniversityofCalifornia)之间的用户协议FP00003032,政府在本专利技术中具有权利,该用户协议根据第DE-AC02-05CH11231号合同管理和操作美国能源部(USDepartmentofEnergy)欧内斯特劳伦斯伯克利国家实验室(ErnestOrlandoLawrenceBerkeleyNationalLaboratory)。相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月3日提交的美国临时申请第62/331,387号的权益,该美国临时申请通过此引用以其整体并入。
本公开内容大体上涉及电化学反应领域,并且更具体地,涉及用于将COx(CO2、CO、或其组合)电化学还原为含碳的化学化合物的装置和方法。背景人为CO2排放已经与气候变化有关。作为对关于全球温室气体排放的日益增加的担忧的反应,可以将CO2再循环为高价值的产品的技术已经受到日益增加的关注。COx(CO2、CO、或其组合)的电化学还原仅组合了三个输入:COx、质子的来源、和电力,并且将它们转化为燃料、化学品和其他产品,例如甲醇、乙醇、一氧化碳和乙酸。然而,一直不可能实现这样的燃料和化学品的工业规模的生产。一个障碍是缺乏合适的电化学反应器。使用常规设计实现高效反应器的一个困难是由于COx在水溶液中的低溶解度而导致在反应器中COx向催化剂表面的不良传输和不能控制导致氢气产生的竞争性水还原反应。本公开内容描述了 ...
【技术保护点】
1.一种膜电极组件,所述膜电极组件包括:·阴极层,所述阴极层包含还原催化剂和第一阴离子导电聚合物;·阳极层,所述阳极层包含氧化催化剂和第一阳离子导电聚合物;·膜层,所述膜层包含第二阳离子导电聚合物,所述膜层被布置在所述阴极层和所述阳极层之间,所述膜导电地连接所述阴极层和所述阳极层;和·阴极缓冲层,所述阴极缓冲层具有在按体积计约0.01%和95%之间的第一孔隙率,所述阴极缓冲层包含第二阴离子导电聚合物,其中所述阴极缓冲层被布置在所述阴极层和所述膜层之间并且导电地连接所述阴极层和所述膜层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 US 62/331,3871.一种膜电极组件,所述膜电极组件包括:·阴极层,所述阴极层包含还原催化剂和第一阴离子导电聚合物;·阳极层,所述阳极层包含氧化催化剂和第一阳离子导电聚合物;·膜层,所述膜层包含第二阳离子导电聚合物,所述膜层被布置在所述阴极层和所述阳极层之间,所述膜导电地连接所述阴极层和所述阳极层;和·阴极缓冲层,所述阴极缓冲层具有在按体积计约0.01%和95%之间的第一孔隙率,所述阴极缓冲层包含第二阴离子导电聚合物,其中所述阴极缓冲层被布置在所述阴极层和所述膜层之间并且导电地连接所述阴极层和所述膜层。2.如权利要求1所述的膜电极组件,还包括阳极缓冲层,所述阳极缓冲层包含第三阳离子导电聚合物,所述阳极缓冲层被布置在所述膜层和所述阳极层之间。3.如权利要求2所述的膜电极组件,其中所述第二阳离子导电聚合物和第三阳离子导电聚合物包括全氟磺酸(PFSA)聚合物,并且其中所述阳极缓冲层具有在按体积计约0.01%和95%之间的第二孔隙率。4.如权利要求2所述的膜电极组件,其中所述阴极缓冲层还包含惰性填料颗粒,其中所述第一孔隙率由所述惰性填料颗粒形成。5.如权利要求4所述的膜电极组件,其中所述惰性填料颗粒包括金刚石颗粒、硼掺杂的金刚石颗粒、聚偏二氟乙烯(PVDF)颗粒、和聚四氟乙烯(PTFE)颗粒中的至少一种。6.如权利要求4所述的膜电极组件,其中所述惰性填料颗粒中的每个的尺寸在约10纳米和约200纳米之间。7.如权利要求2所述的膜电极组件,其中所述第二阴离子导电聚合物选自由Sustainion、FumaSepFAA-3、和Tokuyama阴离子交换聚合物组成的组。8.如权利要求1所述的膜电极组件,其中所述第一阴离子导电聚合物和所述第二阴离子导电聚合物包括Sustainion。9.一种膜电极组件,所述膜电极组件包括:·阴极层,所述阴极层包含还原催化剂和第一阴离子导电聚合物;·阳极层,所述阳极层包含氧化催化剂和第一阳离子导电聚合物;·膜层,所述膜层包含第二阴离子导电聚合物,所述膜层被布置在所述阴极层和所述阳极层之间,所述膜导电地连接所述阴极层和所述阳极层;和·阳极缓冲层,所述阳极缓冲层包含第二阳离子导电聚合物,其中所述阳极缓冲层被布置在所述阳极层和所述膜层之间并且导电地连接所述阳极层和所述膜层。10.如权利要求9所述的膜电极组件,其中所述膜层具有在按体积计约0.01%和95%之间的第一孔隙率。11.如权利要求10所述的膜电极组件,其中所述第二阴离子导电聚合物选自由Sustainion、FumaSepFAA-3、和Tokuyama阴离子交换聚合物组成的组。12.如权利要求10所述的膜电极组件,还包括阴极缓冲层,所述阴极缓冲层具有在按体积计约0.01%和95%之间的第二孔...
【专利技术属性】
技术研发人员:肯德拉·P·库尔,埃托沙·R·卡夫,乔治·伦纳德,
申请(专利权)人:欧普斯一二公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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