一種相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置，屬于二氧化碳資源化利用與可再生能源儲能【技術領域】。該裝置包括相界面電解池、電解液循環系統和二氧化碳溶解吸收裝置，所述二氧化碳溶解吸收裝置陰極電解液出口連接到相界面電解池底部，相界面電解池中陰極電解液上部出口連接電解液循環系統，電解液循環系統通過泵流入到二氧化碳溶解吸收裝置中。該裝置中電解池的槽電壓相對較低，電能效率相對較高。
【專利說明】一種相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置，屬于 二氧化碳資源化利用與可再生能源儲能【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 將二氧化碳轉化為甲醇，用做汽油替代燃料或基礎化工原料，是化學工業極為關 注的重大研究方向。本項實用新型采用二氧化碳、水為原料，用兩步法合成甲醇，技術路線 如圖1所示：第一步，以可再生電能(風力發電、太陽能光伏發電、潮汐能發電等）為外部電 能供應，用電化學催化還原的方法將二氧化碳、水轉化為一氧化碳、氫氣；第二步，用工業制 甲醇的傳統方法將一氧化碳氫化還原為甲醇。通過這種途徑，可以將可再生能源轉化為化 學能儲存在液態甲醇燃料中，使之成為易于存儲、便于攜帶、能夠運輸的能源形式。
[0003] 如圖1所示，由于電解水制氫和一氧化碳氫化還原制甲醇技術都是較為成熟的工 業技術，因此，要將二氧化碳、水轉化為甲醇，需要解決的核心關鍵問題之一，就是要開發出 一種有效的電化學方法，能夠將二氧化碳連續高效地電還原為一氧化碳。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術存在的問題及不足，本實用新型提供一種相界面電化學催化還 原二氧化碳制備一氧化碳的裝置。該裝置中采用含有支持電解質的水溶液為陽極電解液， 采用與水不互溶且溶有大量二氧化碳的有機電解液為陰極電解液，選用對電還原二氧化碳 制一氧化碳具有高選擇性的電極材料為陰極，選用惰性電極為陽極，共同構成電解裝置系 統，由于選定的陰、陽極電解液不互溶，二者中間形成相界面，由此構成相界面電化學催化 還原，本實用新型通過以下技術方案實現。
[0005] 本實用新型涉及的電化學反應：
[0006] 陽極反應：= 4/T +O2
[0007] 陰極反應：2C02 +4/r + ? = 2σ〇+ 2馬0
[0008] 陰極副反應：2/Τ + = At2
[0009] 采用與水不互溶且溶有大量二氧化碳的有機電解液為陰極電解液,選用含有支持 電解質的水溶液為陽極電解液，陰極電解液與陽極電解液互不相溶二者中間形成相界面并 同時通過電化學催化還原二氧化碳制備得到一氧化碳。
[0010] 所述陰極電解液中支持電解質為季銨鹽、咪唑類離子液體或吡啶類離子液體，或 上述支持電解質的任意混合物；陰極電解液中所使用的有機溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸二乙 酯和二氯甲烷中的任一種，或上述有機溶劑的任意混合物；
[0011] 作為陰極電解液支持電解質的季銨鹽的化學結構式為：
[0012]
【權利要求】
1. 一種相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置，其特征在于：該裝置包 括相界面電解池、電解液循環系統和二氧化碳溶解吸收裝置，所述二氧化碳溶解吸收裝置 陰極電解液出口連接到相界面電解池底部，相界面電解池中陰極電解液上部出口連接電解 液循環系統，電解液循環系統通過泵流入到二氧化碳溶解吸收裝置中。
2. 根據如權利要求1所述的相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置，其 特征在于：所述相界面電解池頂部設有陽極（8)，靠近電解液循環系統底部設有陰極（6)。
3. 根據如權利要求2所述的相界面電化學催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置，其 特征在于：所述陰極（6)上部設有氣體收集裝置（7)。
【文檔編號】C25B15/02GK204198863SQ201420581434
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】施錦, 李露, 賈友見, 王琴, 楊冬偉, 王曉春, 胡玉琪 申請人:昆明理工大學