与膜耦连的用于在不含移动性阳离子的基于酸的电解质中还原二氧化碳的阴极制造技术

技术编号:23563544 阅读:35 留言:0更新日期:2020-03-25 08:00
本发明专利技术涉及用于电解CO

Membrane coupled cathode for carbon dioxide reduction in acid based electrolyte without mobile cations

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与膜耦连的用于在不含移动性阳离子的基于酸的电解质中还原二氧化碳的阴极本专利技术涉及用于电解CO2的方法,其中电解池具有包括液态和/或溶解的酸的盐桥室,涉及电解池,具有:包括阴极的阴极室;第一离子交换膜,包含阴离子交换剂和/或阴离子传输体(Anionentransporter)并且邻接所述阴极室,其中阴极与第一离子交换膜直接接触;包括阳极的阳极室;和邻接所述阳极室的隔膜,其中在所述第一离子交换膜与所述隔膜之间还设有盐桥室。本专利技术还涉及包括所述电解池的电解装置,以及所述电解池或装置用于电解CO2的用途。现有技术如今,全球大约80%的能源需求都被燃烧化石燃料所覆盖。该燃烧过程导致在2011年全球向大气中排放约340.327亿吨二氧化碳(CO2)。这种释放也是处置大量CO2(褐煤电厂每天超过5万吨)的最简单的途径。关于温室气体CO2对气候的不利影响的讨论导致对CO2的再利用的考虑。在热力学上看来,CO2处于非常低的水平,因此很难将其还原为有用的产品。对二氧化碳的电化学还原的系统研究仍然是一个相对较新的发展领域。仅在最近几年才开发出能够还原可接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电解CO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170712 DE 102017211930.61.一种用于电解CO2的方法,其中使用包括以下的电解池:
-包括阴极的阴极室;
-第一离子交换膜,包含阴离子交换剂和/或阴离子传输体并且邻接所述阴极室,其中所述阴极与所述第一离子交换膜直接接触;
-包括阳极的阳极室;
-第一分离器膜;和
-盐桥室,其中该盐桥室设置在所述第一离子交换膜与所述第一分离器膜之间,
其中在所述阴极处还原CO2,其中所述盐桥室中的电解质由液态酸和/或酸的溶液组成。


2.一种用于电解CO2的方法,其中使用包括以下的电解池:
-包括阴极的阴极室;
-第一离子交换膜,包含阴离子交换剂和/或阴离子传输体并且邻接所述阴极室,其中所述阴极与所述第一离子交换膜直接接触;
-包括阳极的阳极室,其中该阳极室邻接所述第一离子交换膜,
其中在所述阴极处还原CO2,其中所述阳极室中的电解质由液态酸和/或酸的溶液组成。


3.根据权利要求1所述的方法,其中第二离子交换膜选自包含阳离子交换剂的离子交换膜、双极膜和隔膜。


4.根据权利要求1或3所述的方法,其中所述阳极室包括阳极电解质,所述阳极电解质包含液态和/或溶解的酸,优选地,其中阳极电解质和/或所述盐桥室中的酸不包含除质子和/或氘核之外的任何移动性阳离子,特别是不包含任何金属阳离子。


5.根据权利要求2所述的方法,其中所述阳极贴靠在所述第一离子交换膜上。


6.根据前述权利要求之一所述的方法,其中电解以大于50mAcm-2、优选大于100mAcm-2、进一步优选150mAcm-2或更大、甚至更优选170mAcm-2或更大、特别是250mAcm-2或更大,例如400mAcm-2或更大、或者600mAcm-2或更大的电流密度进行。


7.根据前述权利要求之一所述的方法,其中所述盐桥室中的电解质的酸具有6或更小、优选5或更小、进一步优选3或更小、甚至进一步优选1或更小、特别优选0或更小的pKs值,优选地其中所述液态和/或溶解的酸选自稀释或未稀释的H2SO4、H2N-SO2-OH溶液、稀释或未稀释的HClO4、H3PO4溶液、稀释或未稀释的CF3-COOH、稀释或未稀释的CF3-SO2-OH、(CF3-SO2)2-NH溶液、HF溶液、稀释或未稀释的HCOOH、稀释或未稀释的CH3-COOH、HCl溶液、HBr溶液、HI溶液和/或其混合物。


8.一种电解池,包括:
-包括阴极的阴极室;
-第一离子交换膜,包...

【专利技术属性】
技术研发人员:B施密德C雷勒G施密德
申请(专利权)人:西门子股份公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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