一种相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置，属于二氧化碳资源化利用与可再生能源储能【技术领域】。该装置包括相界面电解池、电解液循环系统和二氧化碳溶解吸收装置，所述二氧化碳溶解吸收装置阴极电解液出口连接到相界面电解池底部，相界面电解池中阴极电解液上部出口连接电解液循环系统，电解液循环系统通过泵流入到二氧化碳溶解吸收装置中。该装置中电解池的槽电压相对较低，电能效率相对较高。
【专利说明】一种相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置，属于 二氧化碳资源化利用与可再生能源储能【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 将二氧化碳转化为甲醇，用做汽油替代燃料或基础化工原料，是化学工业极为关 注的重大研究方向。本项实用新型采用二氧化碳、水为原料，用两步法合成甲醇，技术路线 如图1所示：第一步，以可再生电能(风力发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等）为外部电 能供应，用电化学催化还原的方法将二氧化碳、水转化为一氧化碳、氢气；第二步，用工业制 甲醇的传统方法将一氧化碳氢化还原为甲醇。通过这种途径，可以将可再生能源转化为化 学能储存在液态甲醇燃料中，使之成为易于存储、便于携带、能够运输的能源形式。
[0003] 如图1所示，由于电解水制氢和一氧化碳氢化还原制甲醇技术都是较为成熟的工 业技术，因此，要将二氧化碳、水转化为甲醇，需要解决的核心关键问题之一，就是要开发出 一种有效的电化学方法，能够将二氧化碳连续高效地电还原为一氧化碳。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种相界面电化学催化还 原二氧化碳制备一氧化碳的装置。该装置中采用含有支持电解质的水溶液为阳极电解液， 采用与水不互溶且溶有大量二氧化碳的有机电解液为阴极电解液，选用对电还原二氧化碳 制一氧化碳具有高选择性的电极材料为阴极，选用惰性电极为阳极，共同构成电解装置系 统，由于选定的阴、阳极电解液不互溶，二者中间形成相界面，由此构成相界面电化学催化 还原，本实用新型通过以下技术方案实现。
[0005] 本实用新型涉及的电化学反应：
[0006] 阳极反应：= 4/T +O2
[0007] 阴极反应：2C02 +4/r + ? = 2σ〇+ 2馬0
[0008] 阴极副反应：2/Τ + = At2
[0009] 采用与水不互溶且溶有大量二氧化碳的有机电解液为阴极电解液,选用含有支持 电解质的水溶液为阳极电解液，阴极电解液与阳极电解液互不相溶二者中间形成相界面并 同时通过电化学催化还原二氧化碳制备得到一氧化碳。
[0010] 所述阴极电解液中支持电解质为季铵盐、咪唑类离子液体或吡啶类离子液体，或 上述支持电解质的任意混合物；阴极电解液中所使用的有机溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸二乙 酯和二氯甲烷中的任一种，或上述有机溶剂的任意混合物；
[0011] 作为阴极电解液支持电解质的季铵盐的化学结构式为：
[0012]
【权利要求】
1. 一种相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置，其特征在于：该装置包 括相界面电解池、电解液循环系统和二氧化碳溶解吸收装置，所述二氧化碳溶解吸收装置 阴极电解液出口连接到相界面电解池底部，相界面电解池中阴极电解液上部出口连接电解 液循环系统，电解液循环系统通过泵流入到二氧化碳溶解吸收装置中。
2. 根据如权利要求1所述的相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置，其 特征在于：所述相界面电解池顶部设有阳极（8)，靠近电解液循环系统底部设有阴极（6)。
3. 根据如权利要求2所述的相界面电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置，其 特征在于：所述阴极（6)上部设有气体收集装置（7)。
【文档编号】C25B15/02GK204198863SQ201420581434
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】施锦, 李露, 贾友见, 王琴, 杨冬伟, 王晓春, 胡玉琪 申请人:昆明理工大学