二氧化碳再利用系统的制作方法

本发明是关于一种化学反应系统，特别是一种二氧化碳再利用系统。

背景技术：

1、co2的减排技术具体可分为捕获、封存与再利用等三种方法。其中，再利用技术可分为直接利用与转化利用。co2的直接利用用于制造产品例如尿素(氮肥)、水杨酸(药物添加剂)，以及碳酸酯(塑胶)等。co2的转化利用，是将补获的co2做为原料，以生产其他化学或能源产品。co2转化再利用有机会成为一个未来的新兴产业。

2、借由催化剂的帮助，可将二氧化碳转化(还原)为低碳数(含碳数1～3)的燃料。根据提供能源的方式，再进一步分成光催化、热催化，以及电催化。「水分解电解反应」为常见的电催化反应。借由提供电能给水分子，使其分解为氢气以及氧气。然而，电解水的产物为氢气和氧气，本身价值不高。此外，电解反应的能源转换效率并非100％。此外，若将co2作为反应物导入还原反应，很难将co2完全反应掉。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出一种二氧化碳再利用系统，其引用电化学的技术，将co2加以分解与循环再利用。该系统包含电化学反应模块，其包含阳极、阴极，以及分离膜位于阳极与阴极之间。此外，阳极腔室位于阳极的一侧并包含电解液，其与阳极进行氧化反应以产生氧气。阴极腔室位于阴极的一侧，包含二氧化碳，其与阴极进行还原反应以产生含碳产物。该系统还具有二氧化碳气体供应与加湿单元，其连接阴极腔室的入口，以提供加湿后的二氧化碳气体至阴极腔室。

2、在一些实施例中，该系统还包含电解液供应与循环单元及/或阴极产物除湿单元。

3、在一些实施例中，为了提高反应效率，该系统还包含主控制回路、电解液流量控制回路、二氧化碳流量控制回路，及/或二氧化碳湿度控制回路。

技术特征：

1.一种二氧化碳再利用系统，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含电解液供应与循环单元，其包含：

3.根据权利要求1所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，该二氧化碳气体供应与加湿单元包含二氧化碳气体供应源、第一湿度调整装置、储水槽，以及输送泵，其中，该二氧化碳气体供应源供应二氧化碳气体至第一湿度调整装置，该输送泵将该储水槽中的水供应至该第一湿度调整装置以对该第一湿度调整装置内的二氧化碳气体加湿。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，该储水槽更包含加热器以加热该储水槽内的水。

5.根据权利要求3所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含阴极产物除湿单元，其包含第二湿度调整装置，该阴极腔室的出口排出的气体流通该第二湿度调整装置后排出干燥气体，该干燥气体的湿度低于该阴极腔室的出口排出的气体的湿度，且该干燥气体的一部分回流至该第二湿度调整装置内被该阴极腔室的出口排出的气体增湿之后排出潮湿气体，该潮湿气体的湿度大于该干燥气体的湿度。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，该潮湿气体被输送至该储水槽内。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含主控制回路，该主控制回路的输入命令为该含碳产物的目标组成(vol％)，回授制程变数为该阴极腔室输出的含碳产物的组成(vol％)，控制变数为该电源的供应电压，该主控制回路更包含以该阴极腔室输出的co2变化平均值作为该主控制回路的前馈控制。

8.根据权利要求2所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含阳极电解液流量控制回路，其输入命令为该电解液的目标流量，回授制程变数为该电解液的测量流量，控制变数为该液体输送泵的转速，该阳极电解液流量控制回路更包含以该电化学反应模块的测量温度作为该阳极电解液流量控制回路的前馈控制。

9.根据权利要求3所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含残余二氧化碳流量控制回路，其输入命令为残余二氧化碳目标流量，回授制程变数为该阴极腔室输出的残余二氧化碳的测量流量，控制变数为位于该二氧化碳气体供应源以及该第一湿度调整装置之间的控制器的流量输入值，该残余二氧化碳流量控制回路更包含以该阴极腔室输出的co2变化平均值作为该二氧化碳流量控制回路的前馈控制。

10.根据权利要求4所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，更包含二氧化碳湿度控制回路，其输入命令为目标co2湿度，回授制程变数为该阴极腔室的入口之前的二氧化碳的测量湿度，控制变数为该加热器的温度、该输送泵的供水量，或位于该第一湿度调整装以及该输送泵之间的阀门的流量，该二氧化碳湿度控制回路更包含以该阴极腔室输出的co2变化平均值作为该二氧化碳湿度控制回路的前馈控制。

11.根据权利要求1所述的二氧化碳再利用系统，其特征在于，其中输入至该阴极腔室的二氧化碳气体的相对湿度介于70％至80％。

技术总结
一种二氧化碳再利用系统包含电化学反应模块，以回收再利用二氧化碳。该系统还具有二氧化碳气体供应与加湿单元，其提供加湿后的二氧化碳气体，以作为电化学反应模块的阴极的反应物。该系统较佳地还具有多个控制回路以提升二氧化碳气体转化反应的效率。

技术研发人员：陈浩铭,陈岱隆,陈德仁,林芷沂,黄继震
受保护的技术使用者：陈浩铭
技术研发日：
技术公布日：2025/1/2