DE102018222338A1 - Electrolyser for carbon dioxide reduction - Google Patents
Electrolyser for carbon dioxide reduction Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018222338A1 DE102018222338A1 DE102018222338.6A DE102018222338A DE102018222338A1 DE 102018222338 A1 DE102018222338 A1 DE 102018222338A1 DE 102018222338 A DE102018222338 A DE 102018222338A DE 102018222338 A1 DE102018222338 A1 DE 102018222338A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- electrolyte
- anode
- anolyte
- carbon dioxide
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
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
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
- C25B13/04—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
-
- 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
-
- 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
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyseur zur Kohlenstoffdioxidreduktion. Mittels Entgasungsvorrichtungen an verschiedenen geeigneten Stellen im Elektrolytkreislauf, kann der Gaseintrag im Elektrolyten gesenkt werden. Dem Elektrolyten entnommenes Kohlenstoffdioxid kann dem Eduktgasstrom wieder zugeführt werden.The invention relates to an electrolyzer for reducing carbon dioxide. The gas entry into the electrolyte can be reduced by means of degassing devices at various suitable points in the electrolyte circuit. Carbon dioxide removed from the electrolyte can be fed back into the feed gas stream.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyseur zur Kohlenstoffdioxidreduktion. Kohlenstoffdioxid wird an einer Gasdiffusionskathode einer Elektrolysezelle vorbei transportiert und dort katalytisch zu wenigstens einem energetisch höherwertigen Produkt reduziert.The invention relates to an electrolyzer for reducing carbon dioxide. Carbon dioxide is transported past a gas diffusion cathode of an electrolysis cell and catalytically reduced there to at least one product of higher energy value.
Einleitung und Stand der TechnikIntroduction and state of the art
Durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen wird derzeit etwa 80 % des weltweiten Energiebedarfs gedeckt. 2011 wurden dadurch weltweit ca. 34.032,7 Mio. Tonnen Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre emittiert. Diese Freisetzung des Kohlenstoffdioxids ist der einfachste Weg, auch große Mengen an Kohlenstoffdioxid zu entsorgen. In Braunkohlekraftwerken etwa fallen täglich über 50.000 Tonnen an. Die Diskussion über die negativen Auswirkungen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid auf das Klima hat jedoch dazu geführt, dass eine Wiederverwertung von Kohlenstoffdioxid erwünscht ist und an dieser gearbeitet wird. Da thermodynamisch gesehen Kohlenstoffdioxid sehr niedrig liegt, kann es nur schwierig zu brauchbaren Produkten reduziert werden.The burning of fossil fuels currently covers around 80% of the world's energy needs. In 2011, approximately 34,032.7 million tons of carbon dioxide were emitted into the atmosphere worldwide. This release of carbon dioxide is the easiest way to dispose of large amounts of carbon dioxide. Lignite-fired power plants, for example, generate over 50,000 tons a day. However, the discussion about the negative effects of the greenhouse gas carbon dioxide on the climate has led to the fact that recycling of carbon dioxide is desirable and is being worked on. Since carbon dioxide is thermodynamically very low, it can only be difficult to reduce it to usable products.
Auf natürlichem Weg wird das Kohlenstoffdioxid durch Photosynthese zu Kohlehydraten umgesetzt. Dieser zeitlich und auf molekularer Ebene räumlich in viele Teilschritte aufgegliederte Prozess ist nur sehr schwer großtechnisch kopierbar. Im Vergleich zur reinen Fotokatalyse stellt momentan die elektrochemische Reduktion des Kohlenstoffdioxids den effizienteren Weg dar. Eine Mischform ist die lichtunterstützte Elektrolyse bzw. die elektrisch unterstützte Fotokatalyse. Beide Begriffe sind synonym zu verwenden, je nach Blickwinkel des Betrachters.The carbon dioxide is naturally converted into carbohydrates by photosynthesis. This process, which is divided into many sub-steps in terms of time and at the molecular level, is very difficult to copy on an industrial scale. Compared to pure photo catalysis, electrochemical reduction of carbon dioxide is currently the more efficient way. A mixed form is light-assisted electrolysis or electrically assisted photo catalysis. Both terms are to be used synonymously, depending on the perspective of the viewer.
Wie auch bei der Photosynthese wird bei diesem Prozess unter Zufuhr von elektrischer Energie ggf. fotounterstützt, welche bevorzugt aus regenerativen Energiequellen wie Wind oder Sonne gewonnen wird, Kohlenstoffdioxid in ein energetisch höherwertiges Produkt wie Kohlenstoffmonoxid, Methan, Ethen oder andere Alkohole umgewandelt. Die bei dieser Reduktion erforderliche Energiemenge entspricht im Idealfall der Verbrennungsenergie des Brennstoffes und sollte nur aus regenerativen Quellen stammen.As with photosynthesis, this process uses photo-assisted electrical energy, which is preferably obtained from regenerative energy sources such as wind or sun, to convert carbon dioxide into a higher-energy product such as carbon monoxide, methane, ethene or other alcohols. The amount of energy required for this reduction ideally corresponds to the combustion energy of the fuel and should only come from renewable sources.
Derzeit werden einige mögliche Wege zur Herstellung von Energieträgern und chemischen Grundstoffen auf Basis regenerativer Energien diskutiert. Als besonders erstrebenswert gilt die direkte elektrochemische oder photochemische Umsetzung von Kohlenstoffdioxid in Kohlenwasserstoffe oder deren Sauerstoffderivate. Derzeit sind noch keine industrietauglichen Katalysatoren für diese direkten Routen verfügbar. Daher sind mehrstufige Routen in der Diskussion, die durch den höheren technischen Reifegrad der Einzelschritte eine zeitnahe Lösung in Aussicht stellen. Das wichtigste Intermediat in diesen mehrstufigen Wertschöpfungsketten ist dabei das Kohlenstoffmonoxid. Es wird gemeinhin als wichtigster C1-Baustein der synthetischen Chemie betrachtet. Als Synthesegasgemisch, das heißt Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid im Verhältnis größer 2:1 kann es über den Fischertropschprozess zum Aufbau von Kohlenwasserstoffen und zur Methanolsynthese verwendet werden. Kohlenstoffmonoxidreichere Gasgemische oder reines Kohlenstoffmonoxid werden außerdem für Carbonylierungsreaktionen wie Hydroformulierung durch Carbonsäuresynthese oder Alkoholcarbonylierung verwendet, bei denen die primäre Kohlenstoffkette verlängert wird. Über die Möglichkeit, Kohlenstoffmonoxid aus Kohlenstoffdioxid unter Einbeziehung regenerativer Energiequellen zu erzeugen, wird also eine Vielzahl von Möglichkeiten eröffnet, fossile Rohstoffe als Kohlenstoffquelle für viele chemische Produkte teilweise oder vollständig zu ersetzen.Some possible ways of producing energy sources and chemical raw materials based on renewable energies are currently being discussed. The direct electrochemical or photochemical conversion of carbon dioxide into hydrocarbons or their oxygen derivatives is particularly desirable. No industrial-grade catalysts are currently available for these direct routes. Therefore, multi-stage routes are under discussion, which promise a timely solution due to the higher level of technical maturity of the individual steps. The most important intermediate in these multi-level value chains is carbon monoxide. It is commonly considered the most important C1 building block in synthetic chemistry. As a synthesis gas mixture, i.e. hydrogen and carbon monoxide in a ratio greater than 2: 1, it can be used to build up hydrocarbons and to synthesize methanol via the fishing droplet process. Gas mixtures rich in carbon monoxide or pure carbon monoxide are also used for carbonylation reactions such as hydroformulation by carboxylic acid synthesis or alcohol carbonylation, in which the primary carbon chain is extended. The possibility of generating carbon monoxide from carbon dioxide using renewable energy sources opens up a multitude of possibilities for partially or completely replacing fossil raw materials as a carbon source for many chemical products.
Eine dieser Routen ist die elektrochemische Zerlegung von Kohlenstoffdioxid in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff. Dabei handelt es sich um ein einstufiges Verfahren, bei dem keine hohen Temperaturen oder Überdruck erforderlich sind. Allerdings handelt es sich um ein relativ komplexes Elektrolyseverfahren, bei dem als Substrat Kohlenstoffdioxid als ein gasförmiges Substrat zugeführt werden muss. Außerdem kann das gasförmige Kohlenstoffdioxid mit den in der Elektrolyse erzeugten Ladungsträgern reagieren und wird daher in den verwendeten Elektrolyten chemisch gebunden:
Während des Prozesses werden dann diese Carbonate als Folge der Protonenerzeugung an der Anode wieder zerlegt:
Je nach Aufbau der Elektrolysezelle erfolgt die Freisetzung entweder im Elektrolyten, an einer Membrankontaktfläche oder direkt an der Anode. In den ersten beiden Fällen kommt es zur Freisetzung von Gasblasen im ionischen Strompfad, was zu stark erhöhten Zellspannungen und damit zu massiven Einbußen in der Energieeffizienz führen kann. Im letzteren Fall würde an der Anode ein Gemisch aus Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff gebildet. Für solche Gemische gibt es aktuell keine Nutzungsmöglichkeiten und eine Auftrennung wäre notwendig aber sehr kostspielig. Klassische Kohlenstoffdioxidabtrennungsverfahren wie Amin- oder Methanolwäschen können aus Sicherheitsgründen nicht angewendet werden. Für derartige elektrochemische Zellen zur Zerlegung von Kohlenstoffdioxid in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff wird außerdem gereinigtes Kohlenstoffdioxid verwendet. Demnach stellt es einen deutlich Ressourcenverlust dar, wenn Kohlenstoffdioxid über ein an der Anode entstehendes Gasgemisch aus Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid verloren nifikant in die Höhe. Darüber hinaus verliert die Technologie bei der überwiegenden Freisetzung von Kohlenstoffdioxid ihren Charakter als grüne Technologie. Eine Rückführung des gesamten Gases in den Eduktgasstrom ist ineffizient, da der elektrochemisch erzeugte Sauerstoff im Eduktgasstrom wieder zu Wasser reduziert würde und somit die Effizienz des Elektrolysesystems und -verfahrens vermindern würde.Depending on the structure of the electrolytic cell, the release takes place either in the electrolyte, on a membrane contact surface or directly on the anode. In the first two cases, gas bubbles are released in the ionic current path, which can lead to greatly increased cell voltages and thus to massive losses in energy efficiency. In the latter case, a mixture of carbon dioxide and oxygen would be formed at the anode. There are currently no possible uses for such mixtures and separation would be necessary but very costly. Classic carbon dioxide separation processes such as amine or methanol washes can Security reasons are not applied. Purified carbon dioxide is also used for such electrochemical cells for decomposing carbon dioxide into carbon monoxide and oxygen. Accordingly, it is a significant loss of resources if carbon dioxide is significantly lost in the amount of oxygen and carbon dioxide generated at the anode. In addition, with the predominant release of carbon dioxide, the technology loses its character as green technology. Returning all of the gas to the feed gas stream is inefficient, since the electrochemically generated oxygen in the feed gas stream would be reduced to water again and would thus reduce the efficiency of the electrolysis system and process.
Es besteht also ein Bedarf an einem Kohlenstoffdioxidelektrolyseur, mittels dem eine elektrochemische Zerlegung von Kohlenstoffdioxid in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff erfolgen kann, bei dem gleichzeitig die Kohlenstoffdioxidverluste über das an der Anode gebildete Gasgemisch minimiert werden sowie Einträge des Kohlenstoffdioxids in den Elektrolyten möglichst vollständig abgetrennt werden können.There is therefore a need for a carbon dioxide electrolyzer, by means of which electrochemical decomposition of carbon dioxide into carbon monoxide and oxygen can be carried out, while at the same time the carbon dioxide losses are minimized via the gas mixture formed at the anode and entries of the carbon dioxide into the electrolyte can be separated off as completely as possible.
Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Elektrolyseur nach Anspruch 1 und durch eine Verwendung gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The object is achieved by an electrolyzer according to the invention according to claim 1 and by a use according to
Der erfindungsgemäße Elektrolyseur zur Kohlenstoffdioxidreduktion umfasst eine Elektrolysezelle, eine Elektrolytleitung, welche in Katholytzuleitung und Anolytzuleitung aufspaltet, einen Elektrolyten, wenigstens eine Pumpe, eine Kathode, welche als Gasdiffusionselektrode ausgestaltet ist, in einem Kathodenraum, welcher einen Kathodengasraum sowie einen Katholytraum umfasst, des Weiteren eine Anode in einem Anodenraum sowie einen Separator, welcher Kathodenraum und Anodenraum voneinander trennt. Der Elektrolyt weist einen pH-Wert kleiner als 7 aber größer als 1 auf. Der Elektrolyseur umfasst ein Elektrolytreservoir, in welchem Katholytleitung und Anolytleitung zusammengeführt werden und an das die Elektrolytleitung anschließt, wobei die Elektrolytleitung oder das Elektrolytreservoir eine Gasabtrenneinrichtung aufweist, an die ein dritter Gasauslass anschließt, zur Abtrennung der im Elektrolytreservoir auftretenden Gasbläschen. Bei dem erfindungsgemäßen Elektrolyseur schließt an den Kathodengasraum ein erster Gaseinlass für ein kohlenstoffdioxidhaltiges Eduktgas sowie ein erster Gasauslass an und anodenseitig umfasst der Elektrolyseur zumindest einen zweiten Gasauslass, welcher ausgestaltet ist, insbesondere in Kombination mit einer aktiven Entgasungsvorrichtung oder einem Phasenabscheider, die an der Anode gebildeten Gase abzuführen.The electrolyzer for carbon dioxide reduction according to the invention comprises an electrolysis cell, an electrolyte line which splits into the catholyte supply line and the anolyte supply line, an electrolyte, at least one pump, a cathode which is designed as a gas diffusion electrode, in a cathode space which comprises a cathode gas space and a catholyte space, furthermore one Anode in an anode compartment and a separator which separates the cathode compartment and the anode compartment. The electrolyte has a pH value less than 7 but greater than 1. The electrolyzer comprises an electrolyte reservoir in which the catholyte line and the anolyte line are brought together and to which the electrolyte line is connected, the electrolyte line or the electrolyte reservoir having a gas separation device, to which a third gas outlet is connected, for separating the gas bubbles occurring in the electrolyte reservoir. In the electrolyzer according to the invention, a first gas inlet for a carbon dioxide-containing feed gas and a first gas outlet are connected to the cathode gas space and on the anode side, the electrolyzer comprises at least one second gas outlet, which is designed, in particular in combination with an active degassing device or a phase separator, which is formed on the anode To discharge gases.
Mit Kohlenstoffdioxideintrag werden Gasbläschen aber auch physikalisch gelöstes Gas sowie chemisch gebundenes Gas im Elektrolyten beschrieben. Anodenseitig bedeutet, dass der zumindest zweite Gasauslass mit dem Anodenraum und/oder der von der Zelle wegführenden Anolytleitung in Verbindung steht. Die Anolyt- und Katholytzuleitung führen den durchmischten und dementsprechend ausgeglichenen Elektrolyten aus dem Elektrolytreservoir in die Elektrolysezelle. Die Anolyt- und Katholytleitungen führen Anolyt und Katholyt, die aufgrund der in der Zelle auftretenden chemischen Reaktionen unterschiedliche Zusammensetzungen und pH-Werte aufweisen, von der Elektrolysezelle weg, zurück in das Elektrolytreservoir. Der Elektrolyt schafft in der Zelle eine ionische Verbindung zwischen Anode und Kathode.Carbon dioxide is used to describe gas bubbles but also physically dissolved gas and chemically bound gas in the electrolyte. On the anode side means that the at least second gas outlet is connected to the anode space and / or the anolyte line leading away from the cell. The anolyte and catholyte supply lead the mixed and accordingly balanced electrolyte from the electrolyte reservoir into the electrolytic cell. The anolyte and catholyte lines lead anolyte and catholyte, which have different compositions and pH values due to the chemical reactions occurring in the cell, away from the electrolytic cell and back into the electrolyte reservoir. The electrolyte creates an ionic connection between the anode and cathode in the cell.
Der erfindungsgemäße Elektrolyseur hat den Vorteil, die Kohlenstoffdioxidverluste über das Anodengas zu minimieren, da er ermöglicht das in Carbonaten gespeicherte oder physikalisch gelöste Kohlenstoffdioxid getrennt vom Sauerstoff freizusetzten.The electrolyzer according to the invention has the advantage of minimizing the carbon dioxide losses via the anode gas, since it enables the carbon dioxide stored or physically dissolved in carbonates to be released separately from the oxygen.
Zweckdienlicherweise umfasst der Elektrolyseur einen Separator, der dazu ausgestaltet ist, konvektiven Massentransport zwischen Anodenraum und Kathodenraum zu verhindern. Der Separator ist zum Beispiel eine Membran oder ein Diaphragma, besonders bevorzugt aus einer porösen Folie aus Polyphenylensulfon (PPSU) und ZrO2-Partikeln.The electrolyzer expediently comprises a separator which is designed to prevent convective mass transport between the anode compartment and the cathode compartment. The separator is, for example, a membrane or a diaphragm, particularly preferably made of a porous film made of polyphenylene sulfone (PPSU) and ZrO 2 particles.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Elektrolyseur eine Entgasungsvorrichtung, welche mit der Anolytzuleitung verbunden ist, und welche dazu ausgestaltet ist, gelöstes Gas aus dem Anolyten zu entfernen und einemvierten Gasauslass zuzuführen. Die Anolytzuleitung befindet sich in Elektrolytströmungsrichtung vor der Elektrolysezelle, das heißt dass über den vierten Gasauslass gelöstes Gas aus dem Anolyten entfernt wird, bevor dieser in die Elektrolysezelle einströmt. Dies hat den Vorteil, dass weniger Kohlenstoffdioxid durch Einlösen von anodisch gebildetem Sauerstoff oder durch Neutralisation von Carbonaten im Anolytraum freigesetzt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the electrolyzer comprises a degassing device which is connected to the anolyte feed line and which is designed to remove dissolved gas from the anolyte and to feed it to a fourth gas outlet. The anolyte feed line is located upstream of the electrolytic cell in the direction of electrolyte flow, that is to say that gas dissolved in the fourth gas outlet is removed from the anolyte before it flows into the electrolytic cell. This has the advantage that less carbon dioxide is released by dissolving anodically formed oxygen or by neutralizing carbonates in the anolyte compartment.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Elektrolyseur eine Entgasungsvorrichtung, welche eine Membran sowie eine Pumpe umfasst. Mittels der Pumpe kann ein Unterdruck erzeugt werden, wodurch aktiv im Elektrolyten eingelöstes Gas herausgelöst wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the electrolyzer comprises a degassing device which comprises a membrane and a pump. A vacuum can be generated by means of the pump, as a result of which gas dissolved in the electrolyte is actively released.
Alternativ umfasst die Entgasungsvorrichtung eine Ultraschallquelle sowie einen Phasenabscheider. Durch die Ultraschallquelle werden im Elektrolyten gelöste Gase herausgelöst und über die anschließende Phasenabscheidung aus dem Elektrolytkreislauf ausgeleitet.Alternatively, the degassing device comprises an ultrasound source and a phase separator. Through the ultrasound source in Electrolyte dissolved gases are extracted and removed from the electrolyte circuit via the subsequent phase separation.
Beide Ausführungsformen führen zu einer Entgasung des Elektrolyten vor Einströmen in den Anodenraum. Dadurch wird die Menge des gelösten Kohlenstoffdioxid verringert. Gleichzeitig bewirkt dies, dass beim Einlösen von Sauerstoffgas in den Anolyten an der Anode weniger Kohlenstoffdioxid ausgetrieben wird.Both embodiments lead to degassing of the electrolyte before it flows into the anode compartment. This reduces the amount of carbon dioxide dissolved. At the same time, this causes less carbon dioxide to be expelled at the anode when oxygen gas is dissolved in the anolyte.
Das an dieser Stelle des Elektrolytkreislaufs abgetrennte Gas weist aufgrund der hohen Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid einen hohen Kohlenstoffdioxidanteil auf und eignet sich zur Wiederverwertung. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Gasauslass und/oder der vierte Gasauslass über zusätzliche Gasleitungen mit dem ersten Gaseinlass verbunden. So kann das aus dem Anolyten abgetrennte Gas dem Eduktgastrom wieder zugeführt und somit wiederverwertet werden.The gas separated at this point in the electrolyte circuit has a high carbon dioxide content due to the high solubility of carbon dioxide and is suitable for recycling. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the third gas outlet and / or the fourth gas outlet is connected to the first gas inlet via additional gas lines. In this way, the gas separated from the anolyte can be fed back into the feed gas stream and thus be recycled.
Das Kohlenstoffdioxid- bzw. Hydrogencarbonatgleichgewicht liegt auch bei einem pH-Wert kleiner 7 nicht vollständig auf der Eduktseite, das heißt solange der Elektrolyt mit einer kohlenstoffdioxidhaltigen Gasphase in Kontakt ist, enthält er auch bei pH kleiner 7 signifikante Mengen gelösten Hydrogencarbonats, das durch anodisch erzeugte Protonen zu Kohlenstoffdioxid neutralisiert werden kann. Da durch die Entgasung die kohlenstoffdioxidhaltige Gasphase entfernt wird, wird das Gleichgewicht auf die Eduktseite verschoben und so neben dem physikalisch gelösten Kohlenstoffdioxid auch gelöstes Hydrogencarbonat entfernt. Aufgrund dieser Effekte sinkt die Menge an Kohlenstoffdioxidgasbläschen im Anolyten und das im Anolyten entstehende Gas weist einen hohen Sauerstoffanteil aus. Dadurch wird auch die Gesamtmenge an Gas im Anolyten verringert.The carbon dioxide or hydrogen carbonate equilibrium is not completely on the educt side even at a pH of less than 7, i.e. as long as the electrolyte is in contact with a carbon dioxide-containing gas phase, it also contains significant amounts of dissolved hydrogen carbonate at pH less than 7, which is produced by anodization Protons can be neutralized to carbon dioxide. Since the degassing removes the carbon dioxide-containing gas phase, the equilibrium is shifted to the educt side and, in addition to the physically dissolved carbon dioxide, also dissolved hydrogen carbonate is removed. Due to these effects, the amount of carbon dioxide gas bubbles in the anolyte decreases and the gas generated in the anolyte has a high oxygen content. This also reduces the total amount of gas in the anolyte.
Reaktionsgleichung zum Kohlenstoffdioxidhydrogencarbonatgleichgewicht:
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Elektrolyseur eine Anode, welche als Gasdiffusionselektrode ausgestaltet ist und der Anodenraum umfasst einen Anolytraum und einen Anodengasraum. Der Anodengasraum ist mit dem zweiten Gasauslass verbunden, so dass die in den Anodengasraum transportierten Gase abgeführt werden können.In a further advantageous embodiment of the invention, the electrolyzer comprises an anode, which is designed as a gas diffusion electrode, and the anode compartment comprises an anolyte compartment and an anode gas compartment. The anode gas space is connected to the second gas outlet, so that the gases transported into the anode gas space can be removed.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform davon weist der Anodengasraum einen zweiten Gaseinlass auf und ist so mit dem zweiten Gasauslass verbunden, dass ein Gasstrom zur Entfernung an der Anode entstehender Gase durch den Anodengasraum geleitet werden kann. Der Anodengasraum kann sozusagen mit einem Gasstrom gespült werden, um die an der Anode entstehenden Gase zu entfernen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Zelle, kann auf den Phasenabscheider in der Anolytleitung verzichtet werden.In a particularly preferred embodiment thereof, the anode gas space has a second gas inlet and is connected to the second gas outlet in such a way that a gas stream can be passed through the anode gas space in order to remove gases formed at the anode. The anode gas space can be flushed with a gas stream, so to speak, in order to remove the gases which are produced at the anode. With such a configuration of the cell, the phase separator in the anolyte line can be dispensed with.
Durch die Gasdiffusionselektrode zwischen flüssiger und gasförmiger Phase im Anodenraum werden Gasbläschen auf der Seite mit der flüssigen Phase absorbiert und zur Seite der gasförmigen Phase transportiert. Im Zellbetrieb bildet sich der Sauerstoff an der Anodenoberfläche. Daher wird der gebildete Sauerstoff auf die Gasseite der Gasdiffusionsanode transportiert und bildet somit keine Gasbläschen im flüssigen Anolyten. Aufgrund der dadurch deutlich verringerten Kontaktzeit zwischen der Sauerstoffgasphase und dem Elektrolyten kann sich der Sauerstoff weniger effizient in den Elektrolyten einlösen und dabei bereits gelöstes Kohlenstoffdioxid verdrängen. Somit wird aufgrund der eingesetzten Gasdiffusionselektrode weniger Kohlenstoffdioxid im Anodenraum aus der Flüssigphase verdrängt.The gas diffusion electrode between the liquid and gaseous phases in the anode compartment absorbs gas bubbles on the side with the liquid phase and transports them to the gaseous phase. In cell operation, oxygen is formed on the anode surface. The oxygen formed is therefore transported to the gas side of the gas diffusion anode and thus does not form any gas bubbles in the liquid anolyte. Due to the significantly reduced contact time between the oxygen gas phase and the electrolyte, the oxygen can dissolve less efficiently in the electrolyte and thereby displace already dissolved carbon dioxide. Thus, less carbon dioxide is displaced from the liquid phase in the anode compartment due to the gas diffusion electrode used.
Bei geringen Konzentrationen von Carbonaten reichen die in unmittelbarer zur Elektrode auftretenden Carbonate nicht aus um die erzeugten H+-Ionen zu neutralisieren. Die Neutralisationsreaktion zwischen HCO3 - und H+ ist daher nicht auf die Elektrodenoberfläche beschränkt. Das bei dieser Reaktion freiwerdende Kohlenstoffdioxid muss daher nicht unbedingt mit der Anodenoberfläche in Kontakt geraten. Daher wird nur ein Teil des bei der Neutralisation entstehenden Kohlenstoffdioxids in den Anodengasraum transportiert. Dadurch werden das entstehende Kohlenstoffdioxid und das Sauerstoffgas getrennt und das Gas im Anodenraum besteht hauptsächlich aus Sauerstoffgas. Außerdem wird die Gesamtmenge an Gasbläschen im Elektrolyten reduziert. Da weniger Sauerstoff in den Anolyten eingelöst wird, kann auch im Elektrolytreservoir oder beim Entgasen weniger Sauerstoff frei werden, was die Wiederverwertung der Gasströme, die aus dem dritten und vierten Gasauslass entnommen werden, überhaupt ermöglicht bzw. verbessert.At low concentrations of carbonates, the carbonates in the immediate vicinity of the electrode are not sufficient to neutralize the H + ions generated. The neutralization reaction between HCO 3 - and H + is therefore not limited to the electrode surface. The carbon dioxide released in this reaction therefore does not necessarily have to come into contact with the anode surface. Therefore, only a part of the carbon dioxide generated during neutralization is transported into the anode gas space. This separates the resulting carbon dioxide and the oxygen gas, and the gas in the anode compartment mainly consists of oxygen gas. In addition, the total amount of gas bubbles in the electrolyte is reduced. Since less oxygen is dissolved in the anolyte, less oxygen can also be released in the electrolyte reservoir or during degassing, which enables or improves the recycling of the gas streams which are withdrawn from the third and fourth gas outlet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anolytleitung des Elektrolyseurs eine zweite Entgasungsvorrichtung, welche insbesondere als Phasenabscheider zur Abtrennung von Gasbläschen aus dem Elektrolyten ausgestaltet ist und welche insbesondere mit dem zweiten Gasauslass verbunden ist. Der Phasenabscheider kann insbesondere auch im Anolytraum angeordnet oder direkt mit diesem verbunden sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the anolyte line of the electrolyzer comprises a second degassing device, which is designed in particular as a phase separator for separating gas bubbles from the electrolyte and which is connected in particular to the second gas outlet. The phase separator can in particular also be arranged in the anolyte compartment or connected directly to it.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Elektrolyt im Elektrolyseur ein wässriger Elektrolyt, insbesondere eine wässrige Lösung eines vollständig dissoziierenden Salzes. Ein Beispiel dafür ist eine Kaliumsulfatlösung. Besonders bevorzugt wird ein wässriger Elektrolyt eingesetzt, dessen Ionen innert gegenüber den elektrochemischen Prozessen an Anode und Kathode sind. Vorteilhafterweise liegt ein Elektrolyt im Elektrolyseur vor, der Konzentrationen von Hydrogencarbonat, Bicarbonat und Carbonat unter 50 mM aufweist.In a further advantageous embodiment of the invention, the electrolyte is in the electrolyzer an aqueous electrolyte, especially an aqueous solution of a fully dissociating salt. An example of this is a potassium sulfate solution. An aqueous electrolyte is particularly preferably used, the ions of which are innermost in relation to the electrochemical processes on the anode and cathode. Advantageously, there is an electrolyte in the electrolyzer which has concentrations of hydrogen carbonate, bicarbonate and carbonate below 50 mM.
An der Grenzschicht von Kathode zum Elektrolyten wird Kohlenstoffdioxid reduziert. Die Darstellung wird anhand der Bildung von Kohlenstoffmonoxid dargestellt, kann allerdings auch auf weitere Kohlenstoffdioxidreduktionsprodukte übertragen werden:
Als Nebenreaktion kann beispielsweise ebenso das Wasser reduziert werden:
Aufgrund der Gasdurchlässigkeit der Kathode wird der Elektrolyt auch mit Kohlenstoffdioxid gesättigt. Das im Elektrolyten gelöste Kohlenstoffdioxid reagiert nun mit dem gebildeten OH- Ionen zu Hydrogencarbonat oder Carbonat weiter:
Da der pH-Wert des Elektrolyten zu Beginn kleiner ist als 7, ist die Bildung von Hydrogencarbonat HCO3 - hier bevorzugt. Für die Kathodenreaktion lassen sich daher die Reaktionen als Nettogleichung wie folgt zusammenfassen:
Der aus der Elektrolysezelle austretende Katholyt enthält daher neben den ursprünglich eingelösten Elektrolytsalzen auch:
- - HCO3 -
- - Gelöstes CO2
- - Gelöstes Produktgas, was im beschriebenen Fall eine Mischung aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff ist
- - Eventuell Gasblasen von Produktgasen sowie Kohlenstoffdioxidgasblasen
- - HCO 3 -
- - Dissolved CO 2
- - Dissolved product gas, which in the case described is a mixture of carbon monoxide and hydrogen
- - Possibly gas bubbles from product gases as well as carbon dioxide gas bubbles
Der beschriebene Elektrolyseur hat insbesondere den Vorteil, dass die im Anolyten eingelösten Gase entfernt werden können und somit keine Sättigung des Anolyten mit Kohlenstoffdioxid oder gar Übersättigung erfolgt.The electrolyser described has the particular advantage that the gases dissolved in the anolyte can be removed and thus there is no saturation of the anolyte with carbon dioxide or even supersaturation.
An der Anode wird das Wasser des Elektrolyten zu Sauerstoff oxidiert:
Der dabei entstehende Sauerstoff O2 wird in Form von Gasbläschen frei oder kann sich im Elektrolyten lösen. Wenn er sich einlöst, verdrängt er im Elektrolyten bereits eingelöste Gase, beispielsweise eingelöstes Kohlenstoffdioxid. Somit kann, ohne dass bei der Anodenreaktion Kohlenstoffdioxid entsteht und ohne dass Kohlenstoffdioxid an die Anode geleitet wird, im Anodenraum Kohlenstoffdioxid Gas aus dem Elektrolyten austreten, da sich die Löslichkeit von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid im wässrigen Elektrolyten unterscheiden. Die auf diese Weise freiwerdende Gasmenge kann über das Verhältnis der maximalen Löslichkeiten sowie der tatsächlichen Konzentrationen bestimmt werden. Die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid ist um ein Vielfaches größer als die von Sauerstoffgas. Somit kann bereits durch geringe Mengen an Sauerstoff eine nicht mehr vernachlässigbare Menge Kohlenstoffdioxid freigesetzt werden: Bei einer Temperatur von 25° C und einem kohlenstoffdioxidgesättigten Elektrolyten wird die 28-fache Menge an Kohlenstoffdioxid freigesetzt gegenüber der Menge an Sauerstoff, der im Elektrolyten neu gebunden wird.The resulting oxygen O 2 is released in the form of gas bubbles or can dissolve in the electrolyte. If it dissolves, it displaces gases that have already dissolved in the electrolyte, for example dissolved carbon dioxide. Thus, carbon dioxide can escape from the electrolyte in the anode compartment without carbon dioxide being formed in the anode reaction and without carbon dioxide being passed to the anode, since the solubility of oxygen and carbon dioxide in the aqueous electrolyte differ. The amount of gas released in this way can be determined via the ratio of the maximum solubilities and the actual concentrations. The solubility of carbon dioxide is many times greater than that of oxygen gas. This means that even a small amount of oxygen can release a non-negligible amount of carbon dioxide: at a temperature of 25 ° C and a carbon dioxide-saturated electrolyte, 28 times the amount of carbon dioxide is released compared to the amount of oxygen that is newly bound in the electrolyte.
Im Elektrolyten herrscht ein Gleichgewicht zwischen gelöstem Kohlenstoffdioxidgas und HCO3 -:
Durch die anodisch gebildeten Protonen H+ verschiebt sich das Gleichgewicht und die im Elektrolyten gelösten Carbonate, z.B. Hydrogencarbonationen HCO3 -, können zu CO2 reagieren:
Der aus der Elektrolysezelle austretende Anolyt enthält neben den im Elektrolyten gelösten Salzen noch:
- - Sauerstoff O2 in gelöster Form oder als Gasbläschen
- - CO2 in gelöster Form oder als Gasbläschen, wobei die Menge mit der ursprünglich im Anolyten gelösten Kohlenstoffdioxidmenge ansteigt,
- - H+, wobei die Menge mit der ursprünglich im Anolyten gelösten CO2-Menge sinkt.
- - Oxygen O 2 in dissolved form or as gas bubbles
- CO 2 in dissolved form or as gas bubbles, the amount increasing with the amount of carbon dioxide originally dissolved in the anolyte,
- - H + , the amount decreasing with the amount of CO 2 originally dissolved in the anolyte.
Bei den im Anolyten mitgetragenen Gasbläschen handelt es sich um sauerstoffreiches Gas. Daher muss dieses abgetrennt werden, bevor es das Elektrolytreservoir erreicht. Die Abtrennung erfolgt z.B. über Phasenabscheider und zweiten Gasauslass.The gas bubbles carried in the anolyte are oxygen-rich gas. Therefore, it must be separated before it reaches the electrolyte reservoir. The separation takes place e.g. via phase separator and second gas outlet.
Nicht gelöste Gase werden aus dem Elektrolyten vor Eintritt in die Elektrolysezelle nochmals abgetrennt, beispielsweise durch den dritten oder vierten Gasauslass. Undissolved gases are separated again from the electrolyte before entering the electrolytic cell, for example through the third or fourth gas outlet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Elektrolyseur verwendet, mit einem Elektrolyten, auf Basis eines vollständig dissoziierenden Salzes, wobei das Salz kein Salz der Kohlensäure ist. Dies gewährleistet, dass keine Neutralisation erfolgt, mittels welcher Kohlendioxid frei würde. Dieser Effekt ist bereits bei geringen Beimischungen von Carbonatsalzen nachweisbar.
Vorteilhafterweise wird ein Elektrolyseur verwendet, bei dem Gas, welches dem dritten und / oder vierten Gasauslass entnommen werden kann, dem Eduktgasstrom zugemischt wird, vorausgesetzt es weist eine geeignete Zusammensetzung auf oder wurde einem Aufbereitungsschritt unterzogen.In a further advantageous embodiment of the invention, an electrolyzer is used, with an electrolyte based on a completely dissociating salt, the salt not being a carbonic acid salt. This ensures that there is no neutralization by means of which carbon dioxide would be released. This effect is detectable even with small admixtures of carbonate salts.
An electrolyzer is advantageously used in which gas which can be taken from the third and / or fourth gas outlet is mixed into the feed gas stream, provided that it has a suitable composition or has been subjected to a treatment step.
Erläuterung zur Funktionsweise des Elektrolytreservoires:Explanation of how the electrolyte reservoir works:
Im Elektrolytreservoire werden austretender Anolyt- und Katholytstrom wieder vermischt. Da an der Katode und der Anode gleich viele Ladungen umgesetzt werden, wird der Teil von den gebildeten Protonen und Hydrogencarbonat-Ionen, der sich noch nicht im Anolyten neutralisiert hat, im Elektrolytreservoir neutralisiert:
Im Betrieb des Elektrolyseurs stellt sich ein Gleichgewicht für die im Elektrolyten gelösten Gase ein. Hauptsächlich liegt Kohlenstoffdioxid CO2 im Elektrolyten gelöst vor. Die im Elektrolyten vorhandenen Gasbläschen werden vor erneutem Durchlauf der Elektrolysezelle abgetrennt über den dritten Gasauslass aus dem System ausgeleitet. Die Gasbläschen enthalten überwiegend Kohlenstoffdioxid- und Sauerstoffgas. Bei geeigneter Zusammensetzung kann dieses Gas dem Eduktgasstrom über den ersten Gaseinlass wieder zugeführt werden. Insbesondere kann davor ein Aufbereitungsschritt vorgesehen sein.During the operation of the electrolyzer, a balance is established for the gases dissolved in the electrolyte. Mainly carbon dioxide CO 2 is dissolved in the electrolyte. The gas bubbles present in the electrolyte are separated from the system via the third gas outlet before they pass through the electrolysis cell again. The gas bubbles mainly contain carbon dioxide and oxygen gas. With a suitable composition, this gas can be fed back into the feed gas stream via the first gas inlet. In particular, a preparation step can be provided beforehand.
Die Vorteile des beschriebenen Elektrolyseurs können folgendermaßen zusammengefasst werden: Durch die Entgasung des Elektrolyten wird die Gasmenge im Anodenraum verringert und damit der Kohlenstoffdioxidausstoß an der Anode. Es ist kein Einsatz ionenselektiver Membranen notwendig. Wird die Anode zusätzlich als Gasdiffusionselektrode ausgeführt, verringert dies weiter die Gasmenge im Anolytraum, den Sauerstoffeintrag in den Elektrolyten und dadurch bedingt eine Verringerung des Kohlenstoffdioxidausstoßes im Anodengasraum. Durch Einsatz eines Elektrolyten auf Basis eines vollständig dissoziierenden Salzes, welches kein Salz der Kohlensäure ist, und dadurch, dass der Elektrolyt einen pH-Wert zwischen 1 und 7 aufweist, kann die im Anolytraum entstehende Kohlenstoffdioxidgasmenge weiter gesenkt werden.The advantages of the electrolyser described can be summarized as follows: The degassing of the electrolyte reduces the amount of gas in the anode compartment and thus the carbon dioxide emissions at the anode. It is not necessary to use ion-selective membranes. If the anode is additionally designed as a gas diffusion electrode, this further reduces the amount of gas in the anolyte compartment, the oxygen input into the electrolyte and, as a result, a reduction in carbon dioxide emissions in the anode gas compartment. By using an electrolyte based on a completely dissociating salt, which is not a salt of carbonic acid, and by the fact that the electrolyte has a pH value between 1 and 7, the amount of carbon dioxide gas generated in the anolyte space can be further reduced.
FigurenlisteFigure list
-
Die
1 zeigt einen Aufbau einer elektrochemischen Zelle mit zwei Gasdiffusionselektroden und einer Entgasungsvorrichtung des Elektrolyten vor Eintritt in den Anolytraum.The1 shows a structure of an electrochemical cell with two gas diffusion electrodes and a degassing device of the electrolyte before entering the anolyte space. -
2 zeigt den Aufbau einer elektrochemischen Zelle mit einer gasundurchlässigen Anode und drei Kammern.2nd shows the structure of an electrochemical cell with a gas-impermeable anode and three chambers. -
3 zeigt einen Aufbau einer elektrochemischen Zelle mit zwei Gasdiffusionselektroden sowie einer Entgasungsvorrichtung mit einer Membran und einer Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks zur Entgasung des Elektrolyten.3rd shows a structure of an electrochemical cell with two gas diffusion electrodes and a degassing device with a membrane and a pump for generating a negative pressure for degassing the electrolyte. -
4 zeigt einen Aufbau einer elektrochemischen Zelle mit zwei Gasdiffusionselektroden und einer Entgasungsvorrichtung, mittels Ultraschalles und anschließender Phasenabscheidung.4th shows a structure of an electrochemical cell with two gas diffusion electrodes and a degassing device, by means of ultrasound and subsequent phase separation. -
5 zeigt einen Aufbau einer elektrochemischen Zelle mit zwei Gasdiffusionselektroden und einer Entgasungsvorrichtung zur Entgasung des Elektrolyten vor der Anolytkammer sowie Rückführungsvorrichtungen CO2-reicher Gase in den Eduktgasstrom.5 shows a structure of an electrochemical cell with two gas diffusion electrodes and a degassing device for degassing the electrolyte in front of the anolyte chamber and return devices CO 2 -rich gases in the feed gas stream. -
6 zeigt einen Aufbau einer elektrochemischen Zelle, welcher zur Messung der Gaszusammensetzungen bei Durchführung unterschiedlicher Entgasungsmaßnahmen dient.6 shows a structure of an electrochemical cell, which is used to measure the gas compositions when performing different degassing measures. -
Die
7 ,8 und9 zeigen die entsprechenden Messergebnisse zur Gaszusammensetzung.The7 ,8th and9 show the corresponding measurement results for the gas composition.
Der in
Im Elektrolyten herrscht ein Gleichgewicht zwischen gelösten Gasen und Gasbläschen sowie ein Ladungsgleichgewicht zwischen den an den Elektroden
Aus dem Elektrolytreservoire
Zusätzlich ist in der Anolytzuleitung
Alternativ zur Ausführungsform mit der Gasdiffusionsanode
In
In
Beim Aufbau mit solider Elektrode
Sowohl die Verwendung einer Gasdiffusionsanode
Das in
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- ElektrolysezelleElectrolytic cell
- 1313
- ElektrolytleitungElectrolyte line
- 111111
- KatholytzuleitungCatholyte supply
- 121121
- AnolytzuleitungAnolyte feed
- P1, P2P1, P2
- Pumpepump
- RESRES
- ElektrolytreservoirElectrolyte reservoir
- 112112
- KatholytleitungCatholyte line
- 122122
- AnolytleitungAnolyte line
- KK
- Kathodecathode
- AA
- Anodeanode
- GDKGDK
- GasdiffusionskathodeGas diffusion cathode
- GDAGDA
- GasdiffusionsanodeGas diffusion anode
- I/III / II
- KathodenraumCathode compartment
- II.
- KathodengasraumCathode gas space
- IIII
- KatholytraumCatholyte space
- III/IVIII / IV
- AnodenraumAnode compartment
- IIIIII
- AnolytraumAnolyte space
- IVIV
- AnodengasraumAnode gas space
- SEPSEP
- Separatorseparator
- E1E1
- erster Gaseinlassfirst gas inlet
- E2E2
- Zweiter GaseinlassSecond gas inlet
- A1A1
- erster Gasauslassfirst gas outlet
- A2, A2aA2, A2a
- zweiter Gasauslasssecond gas outlet
- A3A3
- dritter Gasauslassthird gas outlet
- A4A4
- vierter Gasauslassfourth gas outlet
- DEGDEG
- EntgasungsvorrichtungDegassing device
- 2323
- GasabtrenneinrichtungGas separation device
- P4P4
- Pumpepump
- USUS
- UltraschallquelleUltrasound source
- 2424th
- PhasenabscheiderPhase separator
- DEG2DEG2
- Zweite EntgasungsvorrichtungSecond degassing device
- 33, 1433, 14
- Weitere GasleitungenMore gas lines
Claims (13)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018222338.6A DE102018222338A1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Electrolyser for carbon dioxide reduction |
PCT/EP2019/062362 WO2020126118A1 (en) | 2018-12-19 | 2019-05-14 | Electrolyser for carbon dioxide reduction |
PCT/EP2019/062363 WO2020126119A1 (en) | 2018-12-19 | 2019-05-14 | Electrolyser for carbon dioxide reduction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018222338.6A DE102018222338A1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Electrolyser for carbon dioxide reduction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018222338A1 true DE102018222338A1 (en) | 2020-06-25 |
Family
ID=66685574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018222338.6A Withdrawn DE102018222338A1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Electrolyser for carbon dioxide reduction |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018222338A1 (en) |
WO (2) | WO2020126118A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019217121A1 (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrolysis system and method for operating an electrolysis system for the electrochemical use of carbon dioxide |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014108085A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Sunfire Gmbh | electrolysis process |
DE102016200858A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrolysis system and process for electrochemical ethylene oxide production |
DE102016203946A1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and apparatus for the electrochemical use of carbon dioxide |
DE102016211824A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement for the carbon dioxide electrolysis |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016211819A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement and method for carbon dioxide electrolysis |
KR101764797B1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-08-03 | 충북대학교 산학협력단 | Flow cell reactor apparatus for converting carbon dioxide into syngas |
-
2018
- 2018-12-19 DE DE102018222338.6A patent/DE102018222338A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-05-14 WO PCT/EP2019/062362 patent/WO2020126118A1/en active Application Filing
- 2019-05-14 WO PCT/EP2019/062363 patent/WO2020126119A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014108085A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Sunfire Gmbh | electrolysis process |
DE102016200858A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrolysis system and process for electrochemical ethylene oxide production |
DE102016203946A1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and apparatus for the electrochemical use of carbon dioxide |
DE102016211824A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement for the carbon dioxide electrolysis |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019217121A1 (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrolysis system and method for operating an electrolysis system for the electrochemical use of carbon dioxide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020126118A1 (en) | 2020-06-25 |
WO2020126119A1 (en) | 2020-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3408429B1 (en) | Method and device for the electrochemical utilization of carbon dioxide | |
EP3384069B1 (en) | Method and device for the electrochemical utilization of carbon dioxide | |
DE102015201132A1 (en) | Process and electrolysis system for carbon dioxide recovery | |
EP3405602B1 (en) | Process and apparatus for electrochemical production of synthesis gas | |
DE1047765B (en) | Process and device for the production of saturated aliphatic carboxylic acids by electrolysis of aqueous solutions of their salts in multi-chambered cells | |
WO2019015919A1 (en) | Co2 electrolyser | |
DE102018210303A1 (en) | Low temperature electrochemical reverse water gas shift reaction | |
EP3710617B1 (en) | Electrochemical production of carbon monoxide and/or syngas | |
EP3485065A1 (en) | Method for production of propanol, propionaldehyde and/or propionic acid from carbon dioxide, water and electrical energy | |
DE102016211155A1 (en) | Arrangement and method for carbon dioxide electrolysis | |
EP3511441A1 (en) | Production of a gas product containing carbon monoxide | |
DE102018222338A1 (en) | Electrolyser for carbon dioxide reduction | |
DE102020004630A1 (en) | Pressure maintenance in an electrolysis plant | |
DE102019219302A1 (en) | Process and electrolyser for carbon dioxide reduction | |
WO2021078635A1 (en) | Electrolyser device and method for carbon dioxide reduction | |
DE102017219974A1 (en) | Production and separation of phosgene by combined CO2 and chloride electrolysis | |
DE102020000937A1 (en) | Method and system for providing an industrial product using oxygen | |
WO2022042877A1 (en) | Method and system for preparing carbon monoxide | |
DE102020207186A1 (en) | CO2 electrolysis with gas diffusion electrode and avoidance of salt formation through choice of electrolyte | |
WO2019137827A1 (en) | Production of a gas product containing carbon monoxide | |
DE102019201153A1 (en) | Process for the energy-efficient production of CO | |
DE102019209759A1 (en) | Electrolysis system and process for the production of peroxydicarbonate | |
DE102017214456A1 (en) | CO2 electrolyzer and plant complex | |
DE1953563C3 (en) | Process for the separation of carbon dioxide from gases | |
DE102019215620A1 (en) | Method and device for producing a product mixture with a carbonaceous fuel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C25B0003040000 Ipc: C25B0003250000 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |