一种电催化CO2还原制备可调节合成气系统技术方案

本发明专利技术属于电化学催化技术领域，公开了一种电催化CO2还原制备可调节合成气系统，主要由电化学反应单元、反应产物分离单元和电解液循环单元组成；通过电化学反应将CO2转化为合成气，同时电解液中的水被氧化为氧气；反应产物分离单元与电化学反应单元的各个出口连接，将产物进行气液分离，得到合成气、未反应的CO2、O2、阴极电解液和阳极电解液，未反应的CO2返回电化学反应单元参加反应；电解液循环单元将阴极电解液和阳极电解液进行混合并补充去离子水，得到浓度恒定的电解液。本发明专利技术仅需补水即可实现电解液的循环利用，提高CO2的转化效率，简化产物分离过程，并能灵活调节合成气中CO和H2的比例，以适应不同应用场景的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学催化，具体的说，是涉及一种通过耦合水电解与 co2还原反应（co2rr）制备可调比例合成气的集成系统。

技术介绍

1、随着全球气候变化问题日益严峻，二氧化碳（co2）作为主要温室气体，其浓度已从工业革命前的280ppm升至当前的420ppm以上，减排压力持续加大。传统合成气生产主要依赖化石燃料，每生产1吨合成气约排放3吨co2，造成严重的碳资源浪费和环境污染。绿色能源驱动的电化学催化二氧化碳还原制备合成气技术（co2rr），作为实现碳资源循环利用的重要途径，具有显著的环境意义和产业价值。

2、目前，co2rr技术主要采用具有阴极室和阳极室的两室反应单元，通过阴极催化剂和阳极催化剂分别催化co2和h2o的还原反应，生成co和h2的混合气体，即合成气。该技术可将工业废气转化为高价值的化工原料，减少co2排放，同时实现能源存储和碳资源的循环利用。然而，现有技术仍存在一些亟待解决的问题：一是在反应过程中需要持续补充电解液，因为电解液在反应过程中会消耗；二是阴极室产物气体中含有大量未反应的co2，导致合成气纯度较低；三是传统的气液分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电催化CO2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，包括电化学反应单元、反应产物分离单元和电解液循环单元；

2.根据权利要求1所述的一种电催化CO2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述电化学反应单元包括阴极反应室、质子交换膜和阳极反应室；CO2吹入所述阴极反应室，电解液送入所述阳极反应室；在所述阴极反应室中，CO2和电解液被催化还原为H2和 CO的合成气；在所述阳极反应室中，电解液中的H2O被电解氧化为O2；

3.根据权利要求2所述的一种电催化CO2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述阴极反应室内设有气体扩散电极，所述阳极反应室内设有阳极催化剂电...

【技术特征摘要】

1.一种电催化co2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，包括电化学反应单元、反应产物分离单元和电解液循环单元；

2.根据权利要求1所述的一种电催化co2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述电化学反应单元包括阴极反应室、质子交换膜和阳极反应室；co2吹入所述阴极反应室，电解液送入所述阳极反应室；在所述阴极反应室中，co2和电解液被催化还原为h2和 co的合成气；在所述阳极反应室中，电解液中的h2o被电解氧化为o2；

3.根据权利要求2所述的一种电催化co2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述阴极反应室内设有气体扩散电极，所述阳极反应室内设有阳极催化剂电极，所述阴极反应室和所述阳极反应室之间由所述质子交换相隔。

4.根据权利要求3所述的一种电催化co2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述气体扩散电极为阴极催化剂涂覆在质子交换膜n上形成催化膜电极，或者为担载体和涂覆在担载体表面的阴极催化剂组成；

5.根据权利要求2所述的一种电催化co2还原制备可调节合成气系统，其特征在于，所述电化学反应单元温度为 10℃～90℃，反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，廖庆良，张孟麒，戚鸣，
申请(专利权)人：上海橙氧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：