CA2883127C - Processus et electrodes a surface elevee pour reduction electrochimique de dioxyde de carbone - Google Patents

Processus et electrodes a surface elevee pour reduction electrochimique de dioxyde de carbone Download PDF

Info

Publication number
CA2883127C
CA2883127C CA2883127A CA2883127A CA2883127C CA 2883127 C CA2883127 C CA 2883127C CA 2883127 A CA2883127 A CA 2883127A CA 2883127 A CA2883127 A CA 2883127A CA 2883127 C CA2883127 C CA 2883127C
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
compartment
catholyte
alkali metal
cathode
electrochemical cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CA2883127A
Other languages
English (en)
Other versions
CA2883127A1 (fr
Inventor
Jerry J. Kaczur
Theodore J. KRAMER
Kunttal Keyshar
Paul Majsztrik
Zbigniew Twardowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avantium Knowledge Centre BV
Original Assignee
Avantium Knowledge Centre BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/724,885 external-priority patent/US8858777B2/en
Application filed by Avantium Knowledge Centre BV filed Critical Avantium Knowledge Centre BV
Publication of CA2883127A1 publication Critical patent/CA2883127A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of CA2883127C publication Critical patent/CA2883127C/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20—Processes
    • C25B3/25—Reduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

L'invention concerne des procédés et des systèmes de conversion électrochimique de dioxyde de carbone en des produits organiques comprenant du formate et de l'acide formique. Un procédé peut comprendre, mais n'est pas limité à, les étapes (A) à (C). L'étape (A) peut introduire un anolyte acide dans un premier compartiment d'une cellule électrochimique. Le premier compartiment peut comprendre une anode. L'étape (B) peut introduire un catholyte à base de bicarbonate saturé de dioxyde de carbone dans un second compartiment de la cellule électrochimique. Le second compartiment peut comprendre une cathode à surface élevée comprenant de l'indium et ayant un volume de vide entre environ 30 % et 98 %. Au moins une partie du catholyte à base de bicarbonate est recyclée. L'étape (C) peut appliquer un potentiel électrique entre l'anode et la cathode suffisant pour réduire le dioxyde de carbone en au moins un produit à base d'un seul carbone ou un produit à base de carbones multiples.
CA2883127A 2012-09-14 2013-08-05 Processus et electrodes a surface elevee pour reduction electrochimique de dioxyde de carbone Active CA2883127C (fr)

Applications Claiming Priority (23)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261701237P 2012-09-14 2012-09-14
US61/701,237 2012-09-14
US201261703158P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703231P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703229P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703234P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703238P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703232P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703187P 2012-09-19 2012-09-19
US201261703175P 2012-09-19 2012-09-19
US61/703,229 2012-09-19
US61/703,158 2012-09-19
US61/703,187 2012-09-19
US61/703,234 2012-09-19
US61/703,232 2012-09-19
US61/703,231 2012-09-19
US61/703,238 2012-09-19
US61/703,175 2012-09-19
US201261720670P 2012-10-31 2012-10-31
US61/720,670 2012-10-31
US13/724,885 2012-12-21
US13/724,885 US8858777B2 (en) 2012-07-26 2012-12-21 Process and high surface area electrodes for the electrochemical reduction of carbon dioxide
PCT/US2013/053554 WO2014042781A2 (fr) 2012-09-14 2013-08-05 Processus et électrodes à surface élevée pour réduction électrochimique de dioxyde de carbone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CA2883127A1 CA2883127A1 (fr) 2014-03-20
CA2883127C true CA2883127C (fr) 2021-04-27

Family

ID=50278594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA2883127A Active CA2883127C (fr) 2012-09-14 2013-08-05 Processus et electrodes a surface elevee pour reduction electrochimique de dioxyde de carbone

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2895642B1 (fr)
JP (1) JP2015533944A (fr)
KR (1) KR20150055033A (fr)
CN (1) CN104619886B (fr)
AU (1) AU2013316029B2 (fr)
BR (1) BR112015005640A2 (fr)
CA (1) CA2883127C (fr)
WO (2) WO2014042782A1 (fr)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2900847B1 (fr) * 2012-09-19 2021-03-24 Avantium Knowledge Centre B.V. Réduction électrochimique du co2 avec co-oxydation d'un alcool
JP6599367B2 (ja) * 2014-05-29 2019-10-30 アヴァンティウム・ノレッジ・センター・ベスローテン・フェンノートシャップ ガス拡散電極を用いて二酸化炭素を電気化学的に還元するための方法及びシステム
US20160253461A1 (en) * 2014-10-01 2016-09-01 Xsolis, Llc System for management and documentation of health care decisions
JP6690322B2 (ja) * 2015-06-04 2020-04-28 株式会社豊田中央研究所 二酸化炭素還元用電極触媒、電極、装置および触媒固定方法
JP6869234B2 (ja) * 2015-07-08 2021-05-12 アゴラ エナジー テクノロジーズ リミテッド 二酸化炭素をベースとするレドックス対を備えたレドックス・フロー電池
US20170241026A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device
JP6691293B2 (ja) * 2016-02-26 2020-04-28 富士通株式会社 二酸化炭素還元用電極、容器、及び二酸化炭素還元装置
JP6640686B2 (ja) * 2016-03-18 2020-02-05 株式会社東芝 電気化学反応装置
JP6667615B2 (ja) * 2016-03-28 2020-03-18 古河電気工業株式会社 金属含有クラスター触媒並びにこれを用いた二酸化炭素還元用電極および二酸化炭素還元装置
KR101794840B1 (ko) * 2016-03-29 2017-11-07 (주)테크윈 포름산 제조 장치 및 포름산 제조 방법
CA3238869A1 (fr) 2016-05-03 2017-11-09 Twelve Benefit Corporation Reacteur a architecture avancee destine a la reaction electrochimique de co2, de co, et d'autres composes chimiques
WO2018062952A1 (fr) * 2016-09-30 2018-04-05 서강대학교산학협력단 Procédé complexe pour réduire le dioxyde de carbone et produire de l'acide formique et du sulfate de potassium, et appareil pour ledit procédé complexe
KR101793711B1 (ko) 2016-11-04 2017-11-07 한국에너지기술연구원 이산화탄소로부터 탄산염 및/또는 개미산염을 제조하는 장치 및 방법
US10675681B2 (en) * 2017-02-02 2020-06-09 Honda Motor Co., Ltd. Core shell
US11053598B2 (en) 2017-02-16 2021-07-06 Honda Motor Co., Ltd. Method for producing core shell nanoparticles
JP2018150596A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 千代田化工建設株式会社 有機物生成システム及び有機物の製造方法
JP7062939B2 (ja) * 2017-12-18 2022-05-09 株式会社デンソー 二酸化炭素還元電極およびこれを用いた二酸化炭素還元装置
CN107893243B (zh) * 2017-12-20 2024-05-07 中科京投环境科技江苏有限公司 一种旋流矿浆电解脱除重金属的装置及脱除方法
WO2019141827A1 (fr) 2018-01-18 2019-07-25 Avantium Knowledge Centre B.V. Système catalytique pour réactions électrochimiques catalysées et leur préparation, leurs applications et leurs utilisations
BR112020014938A2 (pt) 2018-01-22 2021-02-23 Opus-12 Incorporated sistema e método para o controle de reator de dióxido de carbono
KR102066269B1 (ko) * 2018-01-26 2020-01-14 중앙대학교 산학협력단 이산화탄소 환원용 전극의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 이산화탄소 환원용 전극 및 이를 포함하는 이산화탄소 환원 장치
EP3536823A1 (fr) * 2018-03-05 2019-09-11 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Procédé de réduction électrochimique de dioxyde de carbone
CN108480656B (zh) * 2018-03-13 2019-08-09 中国科学院长春应用化学研究所 一种厚度可控的铋纳米片及其合金的制备方法和应用
KR102140710B1 (ko) * 2018-06-22 2020-08-03 한국과학기술원 이산화탄소 전환용 고압 반응조 및 이의 운영 방법
CA3120748A1 (fr) 2018-11-28 2020-06-04 Opus 12 Incorporated Electrolyseur et procede d'utilisation
US10590548B1 (en) * 2018-12-18 2020-03-17 Prometheus Fuels, Inc Methods and systems for fuel production
CA3123592A1 (fr) 2018-12-18 2020-06-25 Opus 12 Incorporated Electrolyseur et son procede d'utilisation
JP2022516277A (ja) 2019-01-07 2022-02-25 オプス－１２ インコーポレイテッド メタン生成のシステムおよび方法
CN110117794B (zh) * 2019-05-21 2021-05-18 盐城工学院 一种电还原co2制甲酸盐的三室型电解池装置及其电解方法
EP4397394A1 (fr) * 2019-06-14 2024-07-10 The Regents Of The University Of California Enrichissement de cations alcalins et électrolyse de l'eau pour fournir une minéralisation de coet une gestion de carbone à l'échelle mondiale
KR102025920B1 (ko) * 2019-07-22 2019-09-26 울산과학기술원 이산화탄소 활용 시스템
RU2713360C2 (ru) * 2019-09-25 2020-02-04 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов
CN110867601A (zh) * 2019-11-19 2020-03-06 东华大学 一种连续式多隔室类燃料电池膜电极结构二氧化碳电化学还原反应器
CA3159447A1 (fr) 2019-11-25 2021-06-03 Ziyang HOU Assemblage membrane-electrodes pour la reduction de cox
EP4077766A1 (fr) 2019-12-20 2022-10-26 Avantium Knowledge Centre B.V. Formation d'acide formique à l'aide d'une électrode catalytique contenant de l'indium
US11826698B2 (en) * 2019-12-30 2023-11-28 Ffi Ionix Ip, Inc. Environmental control system utilizing an anion conducting membrane
CN111575728A (zh) * 2020-03-13 2020-08-25 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种碱性水电解槽用极板
JP7297710B2 (ja) * 2020-03-23 2023-06-26 株式会社東芝 二酸化炭素反応装置
JP7247150B2 (ja) * 2020-09-02 2023-03-28 株式会社東芝 二酸化炭素電解装置および二酸化炭素電解方法
JP7282725B2 (ja) * 2020-09-17 2023-05-29 株式会社東芝 化学反応システム、化学反応方法、および有価物製造システム
CA3196179A1 (fr) 2020-10-20 2022-04-28 Lihui Wang Polymeres reticules et semi-interpenetrants et leurs membranes
CN113430547B (zh) * 2021-05-06 2023-07-25 盐城工学院 一种电解二氧化碳制甲酸钾的装置及电解方法
WO2023095193A1 (fr) * 2021-11-24 2023-06-01 日本電信電話株式会社 Membrane électrolytique de support d'électrode poreuse et procédé de production d'une membrane électrolytique de support d'électrode poreuse
TWI819466B (zh) * 2022-01-18 2023-10-21 南亞塑膠工業股份有限公司 二氧化碳的電解系統及方法
GB2604047B (en) * 2022-03-24 2023-04-05 Kratos Energy Ltd Electrolyser
CN114574902B (zh) * 2022-04-06 2024-02-09 中国科学技术大学 一种表面具有配体修饰的银纳米晶催化剂及其制备方法和应用
US11939284B2 (en) 2022-08-12 2024-03-26 Twelve Benefit Corporation Acetic acid production
CN115874200A (zh) * 2022-11-03 2023-03-31 昆明理工大学 一种多孔铜网负载氧化镓基液态金属修饰电极的制备方法及其应用
US12031221B1 (en) * 2023-01-11 2024-07-09 Dioxycle Separators for liquid products in oxocarbon electrolyzers
WO2024150171A1 (fr) * 2023-01-11 2024-07-18 Dioxycle Séparateurs pour produits liquides dans des électrolyseurs d'oxocarbone
CN118223040B (zh) * 2024-05-24 2024-08-20 四川思达能环保科技有限公司 水处理方法及电化学反应系统

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589963A (en) 1984-12-07 1986-05-20 The Dow Chemical Company Process for the conversion of salts of carboxylic acid to their corresponding free acids
US5294319A (en) * 1989-12-26 1994-03-15 Olin Corporation High surface area electrode structures for electrochemical processes
US5290404A (en) 1990-10-31 1994-03-01 Reilly Industries, Inc. Electro-synthesis of alcohols and carboxylic acids from corresponding metal salts
US5198086A (en) * 1990-12-21 1993-03-30 Allied-Signal Electrodialysis of salts of weak acids and/or weak bases
AR010696A1 (es) * 1996-12-12 2000-06-28 Sasol Tech Pty Ltd Un metodo para la eliminacion del dioxido de carbono de un gas de proceso
US5928806A (en) * 1997-05-07 1999-07-27 Olah; George A. Recycling of carbon dioxide into methyl alcohol and related oxygenates for hydrocarbons
CN101657568B (zh) * 2005-10-13 2013-05-08 曼得拉能源替代有限公司 二氧化碳的持续并流电化学还原
WO2008018928A2 (fr) * 2006-04-27 2008-02-14 President And Fellows Of Harvard College Capture de dioxyde de carbone et procédés associés
CN101981744A (zh) * 2007-04-03 2011-02-23 新空能量公司 用于产生可再生氢并截留二氧化碳的电化学系统、装置和方法
US8277631B2 (en) * 2007-05-04 2012-10-02 Principle Energy Solutions, Inc. Methods and devices for the production of hydrocarbons from carbon and hydrogen sources
EP2078697A1 (fr) * 2008-01-08 2009-07-15 SOLVAY (Société Anonyme) Procédé pour la production de carbonate de sodium et/ou de bicarbonate de sodium à partir d'un minéral métallifère comprenant du bicarbonate de sodium
WO2009108327A1 (fr) * 2008-02-26 2009-09-03 Grimes, Maureen A. Production d’hydrocarbures à partir de dioxyde de carbone et d’eau
CN101328590B (zh) * 2008-06-17 2011-03-23 昆明理工大学 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法
EP2382174A4 (fr) * 2009-01-29 2013-10-30 Trustees Of The University Of Princeton Transformation du dioxyde de carbone en produits organiques
EP2245215A4 (fr) * 2009-02-10 2011-04-27 Calera Corp Production à basse tension d'agents alcalins au moyen d'hydrogène et d'électrodes électrocatalytiques
US20110114502A1 (en) * 2009-12-21 2011-05-19 Emily Barton Cole Reducing carbon dioxide to products
KR20130009750A (ko) * 2010-01-25 2013-01-23 라모트 앳 텔-아비브 유니버시티 리미티드 전기화학 시스템 및 이의 작동 방법
US8721866B2 (en) * 2010-03-19 2014-05-13 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide
WO2011135783A1 (fr) * 2010-04-26 2011-11-03 パナソニック株式会社 Procédé de réduction du dioxyde de carbone
WO2012046362A1 (fr) * 2010-10-06 2012-04-12 パナソニック株式会社 Procédé de réduction du dioxyde de carbone
WO2012096987A1 (fr) * 2011-01-11 2012-07-19 Calera Corporation Systèmes et procédés de production de carbonate de sodium
US8562811B2 (en) * 2011-03-09 2013-10-22 Liquid Light, Inc. Process for making formic acid
US20130105304A1 (en) * 2012-07-26 2013-05-02 Liquid Light, Inc. System and High Surface Area Electrodes for the Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
CA2883127A1 (fr) 2014-03-20
CN104619886B (zh) 2019-02-12
BR112015005640A2 (pt) 2017-08-08
EP2895642A2 (fr) 2015-07-22
EP2895642A4 (fr) 2015-10-21
AU2013316029A1 (en) 2015-03-19
EP2895642B1 (fr) 2018-04-25
CN104619886A (zh) 2015-05-13
WO2014042781A2 (fr) 2014-03-20
WO2014042782A1 (fr) 2014-03-20
KR20150055033A (ko) 2015-05-20
WO2014042781A3 (fr) 2014-05-08
JP2015533944A (ja) 2015-11-26
AU2013316029B2 (en) 2018-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2883127C (fr) Processus et electrodes a surface elevee pour reduction electrochimique de dioxyde de carbone
US10287696B2 (en) Process and high surface area electrodes for the electrochemical reduction of carbon dioxide
CN110651068B (zh) 用于co2的电化学还原的双膜结构
US9303324B2 (en) Electrochemical co-production of chemicals with sulfur-based reactant feeds to anode
US9873951B2 (en) High pressure electrochemical cell and process for the electrochemical reduction of carbon dioxide
EP3149228B1 (fr) Procédé pour la réduction électrochimique de dioxyde de carbone au moyen d'une électrode à diffusion gazeuse
EP2898118B1 (fr) Procédé pour la production électrochimique conjointe d'halogène et de monoxyde de carbone pour des produits carbonylés
EP2898117B1 (fr) Procédé intégré pour la production d'acide oxalique à partir de dioxyde de carbone
US20130292257A1 (en) Integrated Process for Producing Carboxylic Acids from Carbon Dioxide
WO2017118712A1 (fr) Procédé et système destiné à la réduction électrochimique du dioxyde de carbone au moyen d'une anode à diffusion gazeuse
WO2023004505A1 (fr) Utilisation d'une couche de recyclage poreuse pour l'électroréduction du co2 en produits multicarbones avec un rendement de conversion élevé
Proietto et al. Electrochemical conversion of pressurized CO

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request

Effective date: 20180809