【技术实现步骤摘要】
二氧化碳催化转化方法及系统
[0001]本公开涉及二氧化碳催化
,尤其涉及一种二氧化碳催化转化方法及系统。
技术介绍
[0002]目前,在我国的能源结构中,产生碳排放的化石能源占比84%,非化石能源占比16%。因此,将化石能源使用过程中排放的二氧化碳作为一种碳资源,转化为人类必须的碳基产品,以减少二氧化碳的排放成为当下热门研究方向。
[0003]现有的二氧化碳催化转化工艺,其阴极侧发生二氧化碳还原反应,阳极侧发生析氧反应,整体电解池池压高、电耗大,二氧化碳还原反应过程经济性差。尤其是阳极侧析氧反应需要较高的过电势,从而使得反应过程中能源消耗过高,经济效益差。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种二氧化碳催化转化方法及系统。
[0005]本公开提供了一种二氧化碳催化转化方法,包括如下步骤:
[0006]1)在二氧化碳催化模块的阴极反应区通入二氧化碳和水,进行二氧化碳还原反应;所述二氧化碳还原反应产生的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入所述二氧化碳催化模块的阳极反应区;
[0007]2)在所述二氧化碳催化模块的所述阳极反应区通入氢气和水,进行氢气氧化反应;
[0008]3)所述阴极反应区反应后的气体产物排出后,经阴极产物循环模块重新进入所述阴极反应区;
[0009]4)所述阳极反应区反应后的氢气和水排出后,经阳极产物循环模块重新进入所述阳极反应区。
[0010]可选的,还包括:所述阴极反应区 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳催化转化方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在二氧化碳催化模块(10)的阴极反应区(13)通入二氧化碳和水,进行二氧化碳还原反应;所述二氧化碳还原反应产生的氢氧根离子通过阴离子交换膜(15)进入所述二氧化碳催化模块(10)的阳极反应区(14);2)在所述二氧化碳催化模块(10)的所述阳极反应区(14)通入氢气和水,进行氢气氧化反应;3)所述阴极反应区(13)反应后的气体产物排出后,经阴极产物循环模块(21)重新进入所述阴极反应区(13);4)所述阳极反应区(14)反应后的氢气和水排出后,经阳极产物循环模块(22)重新进入所述阳极反应区(14)。2.根据权利要求1所述的二氧化碳催化转化方法,其特征在于,还包括:所述阴极反应区(13)反应后的产物经所述阴极气液分离器(41)分离,将分离后的液相产物排出,将分离后的所述气体产物经所述阴极产物循环模块(21)重新进入所述阴极反应区(13);所述阳极反应区(14)反应后的产物经所述阳极气液分离器(42)分离,将分离后的水通入加湿混合器(60),将分离后的氢气经所述阳极产物循环模块(22)通入所述加湿混合器(60),混合后通入所述阳极反应区(14)。3.一种应用上述二氧化碳催化转化方法的二氧化碳催化转化系统,其特征在于,包括二氧化碳催化模块(10),所述二氧化碳催化模块(10)连接有供电系统(100),所述二氧化碳催化模块(10)用于对二氧化碳进行还原反应,所述供电系统(100)用于对所述二氧化碳催化模块(10)提供能源;所述二氧化碳催化模块(10)包括反应单元(11),所述反应单元(11)包括电极板(12),所述电极板(12)上设有阴离子交换膜(15),所述阴离子交换膜(15)将所述电极板(12)分为阴极反应区(13)和阳极反应区(14);所述阴极反应区(13)通入二氧化碳和水,使二氧化碳进行还原反应;所述阴极反应区(13)反应产生的氢氧根通过阴离子交换膜(15)进入所述阳极反应区(14),所述阳极反应区(14)通入氢气和水,使所述氢气发生氢气氧化反应。4.根据权利要求3所述的二氧化碳催化转化系统,其特征在于,所述阴极反应区(13)包括阴极气体扩散层(131)和阴极催化剂层(132);所述阳极反应区(14)包括阳极气体扩散层(141)和阳极催化剂层(142);所述阴极催化剂层(132)和所述阳极催化剂层(142)分别设置在所述阴离子交换膜(15)的两侧,所述阴极气体扩散层(131)设置在所述阴极催化剂层(132)远离所述阴离子交换膜(15)的一侧,所述阳极气体扩散层(141)设置在所述阳极催化剂层(142)远离所述阴离子交换膜(15)的一侧;所述二氧化碳和水在所述阴极催化剂层(132)发生二氧化碳还原反应,所述氢气和水在所述阳极催化剂层(142)发生氢气氧化反应;所述供电系统(100)包括风能发电装置或太阳能发电装置。5.根据权利要求4所述的二氧化碳催化转化系统,其特征在于,所述电极板(12)为石墨
板,所述电极板(12)上设有流道,所述流道包括阴极侧流道(121)和阳极侧流道(122),所述阴极侧流道(121)位于所述阴极气体扩散层(131)的外侧,所述阳极侧流道(122)位于所述阳极气体扩散层(141)的外侧,所述流道一端设有反应物入口(123),另一端设有反应物出口(124);所述阴极侧流道(121)的所述反应物入口(123)通入二氧化碳和水,并通过所述阴极气体扩散层(131)扩散至所述阴极催化剂层(132)发生二氧化碳还原反应,并将反应产物经所述阴极侧流道(121)的所述反应物出口(124)排出;所述阳极侧流道(122)的所述反应物入口(123)通入氢气和水,并通过所述阳极气体扩散层(141)扩散至所述阳极催化剂层(142)发生氢气氧化反应...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛燕东,唐上峰,野田,
申请(专利权)人:新奥科技发展有限公司,
类型:发明
国别省市:
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