SA518390682B1 - طريقة اختزال ونظام التحليل الكهربائي لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي - Google Patents
طريقة اختزال ونظام التحليل الكهربائي لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي Download PDFInfo
- Publication number
- SA518390682B1 SA518390682B1 SA518390682A SA518390682A SA518390682B1 SA 518390682 B1 SA518390682 B1 SA 518390682B1 SA 518390682 A SA518390682 A SA 518390682A SA 518390682 A SA518390682 A SA 518390682A SA 518390682 B1 SA518390682 B1 SA 518390682B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- electrolyte
- carbon dioxide
- cathode
- electrolysis system
- passed
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 109
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 4
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910000404 tripotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019798 tripotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010067035 Pancrelipase Proteins 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229940092125 creon Drugs 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- NOVHQOBZQYNCBL-UHFFFAOYSA-L dipotassium;bromide;chloride Chemical compound [Cl-].[K+].[K+].[Br-] NOVHQOBZQYNCBL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 241000532784 Thelia <leafhopper> Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 dodides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Inorganic materials [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AHHYLWLOWQUVOJ-UHFFFAOYSA-L potassium sodium dichloride hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].[Na+].[K+].[Cl-] AHHYLWLOWQUVOJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- FTZNYGSHSMZEIA-UHFFFAOYSA-M sodium;hydrogen carbonate;sulfuric acid Chemical compound [Na+].OC([O-])=O.OS(O)(=O)=O FTZNYGSHSMZEIA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- 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
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)
Abstract
ما تم وصفه هو طريقة إختزال reduction method ونظام التحليل الكهربائي electrolysis system لاستغلال ثاني أكسيد الكربون carbon dioxide الكهروكيميائي. وفي ذلك، يتم توصيل ثاني أكسيد الكربون خلال مساحة الكاثود ويتم وصله بالكاثود، والذي معه يمكن تحفيز تفاعل إختزال ثاني أكسيد الكربون لإعطاء مركب هيدروكربون واحد على الأقل أو لإعطاء أول أكسيد الكربون. يتم استخدام إلكتروليت مشترك، يتم توصيل الإلكتروليت- من خزان الإلكتروليت الأول first electrode resevoir (6) إلى مساحة الأنود (2)، - من مساحة الأنود (2) إلى خزان الإلكتروليت الثاني second electrode resevoir (7)، - من خزان الإلكتروليت الثاني (7) إلى مساحة الكاثود (3)، من مساحة الكاثود (3) إلى خزان الإلكتروليت الأول (6). تصل وصلة تعادل الضغطpressure-equalizing connection (13) بشكل مباشر بين خزانين الإلكتروليت الأول والثاني (6، 7) شكل1.
Description
طربقة اختزال ونظام تحليل كهربائي لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي REDUCTION METHOD AND ELECTROLYSIS SYSTEM FOR ELECTROCHEMICAL CARBON DIOXIDE UTILIZATION الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالي بطريقة وبنظام تحليل كهربائي electrolysis system لاستغلال SUS أكسيد الكريون carbon dioxide الكهروكيميائي. يتم إدخال ثاني أكسيد الكربون في خلية التحليل الكهريائي Jig electrolysis cell اختزاله في الكاثود Cathode 5 تتعلق البراءة الألمانية 11102013226357 بعملية تفاعل التحليل الكهربائي electrolytic reaction لسائل أو محلول في خلية التحليل الكهربائي/ التحليل الكهربائي celectrolysis / electrolysis cell حيث يتم تشكيل منتج غازي «gaseous product وحيث يتم يتم توريد السائل أو المحلول بضغط متغير بمرور الوقت؛ وجهاز للتفاعل الإلكتروليتي للسائل أو المحلول» حيث يتم تشكيل منتج (gle وحيث يتم توريد السائل 0 أو المحلول بضغط متغير بمرور الوقت. تتعلق الباراءة الأمريكية 20120228148 1 بطريقة لإنتاج lig wa hydrocarbons من ثاني أكسيد الكريون dioxide 0 والماء»؛ باستخدام التحليل الكهربائي واثنين من أوعية التفاعل المنفصلة. يحتوي وعاء التفاعل الأول على قطب كهريائي موجب positive electrode ووسط تحليل كهريائي سائل liquid electrolytic medium 5 يشتمل على ماء ومادة مؤبنة ionized material يحتوي وعاء التفاعل الثاني على قطب كهريائي سالب negative electrode ووسط تحليل كهربائي سائل يشتمل على خليط من الماء وثاني أكسيد الكريون ٠. تتصل أوعية التفاعل بوسائل اتصال connection 5 تسمح للأيونات بالمرور بين الوسائط الإلكتروليتية electrolytic media لوعائي التفاعل الأول والثاني. يتم تطبيق تيار كهريائي مباشر direct electrical current على 0 القطب الكهربائي الموجب والقطب الكهربائي السالب لإنتاج هيدروكربونات (نموذجياً الميثان (methane ؛ وأكسجين oxygen تلبى حاليا حوالي 80 في المائة من متطلبات الطاقة في جميع أنحاء العالم عن طريق احتراق الوقود الأحفوري fossil fuels والذي يؤدي حرقه إلى انبعاثات سنوية في الغلاف
الجوي في جميع أنحاء العالم تبلغ نحو 210*34! كجم (34000 مليون طن) من ثاني أكسيد الكريون. هذا الانبعاث في الغلاف الجوي يتخلص من كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكريون» والتي في حالة محطة طاقة الليجنيت dignite power station على سبيل المثال» يمكن أن تصل إلى 10*5 كجم (50.000 طن) يوميا. ثاني أكسيد الكريون هو واحد من الغازات المعروفة باسم غازات الاحتباس الحراري 88865 cgreenhouse والتي يتم مناقشة آثارها السلبية على الغلاف الجوي والمناخ. La أن SUE أكسيد الكريون يحتل موقعا منخفضا جدا من حيث الديناميكا الحرارية؛ فإنه من الصعب اختزاله لإعطاء منتجات قابلة لإعادة الاستخدام» وهي حقيقة تركت sale) التدوير الفعلي لثاني أكسيد الكريون حتى الآن في حيز النظرية أو الأكاديمية. يحدث الانحلال الطبيعي لثاني أكسيد 0 الكريون» على سبيل (JUS عن طريق التمثيل الضوئي photosynthesis هناك نسخة طبق Jay) من عملية التميل الضوئي الطبيعي natural photosynthesis process باستخدام التحفيز الضوئي الصناعي industrial |. photocatalysis وهي حتى الآن تفتقر للكفاءة الكافية. أحد البدائل هو اختزال SUS أكسيد الكريون الكهروكيميائي. الدراسات المنهجية لاختزال 5 ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي لا تزال مجال ناشئ نسبيا من حيث التطور. وقد ظهرت منذ بضع سنوات جهود لتطوير التنظام الكهرومائي electrochemical system القادر على إختزال حجم مقبول من ثاني أكسيد الكريون. وقد أظهرت الجهود البحثية في نطاق المختبر» على نحو تفضيلي»؛ استخدام المعادن كعامل محفز catalysts للتحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكريون. بينما يتم اختزال ثاني أكسيد الكريون بشكل حصري 0 تقريبا إلى أول أكسيد الكريون monoxide 080000 في كائثود الفضة cally والزنك ezine والبلاديوم cpalladium والجاليوم cgallium على dow المثال؛ فإن منتجبات التفاعل reaction products في كاثود النحاس copper cathode تشتمل على العديد من الهيدروكريونات Hydrocarbons الشكل 1 . يوضح بناء نظام التحليل الكهربائي Lady للفن السابق. البناء يظهر خلية 5 التحليل الكهريائي 1 التي لها دائرة أنوليت anolyte circuit ودائرة كاتوليت | catholyte circuit 20 و 21 مفصولة بوسائل على سبيل المثال من غشاء التبادل الأيوني ion
exchange |. membrane في خلية التحليل الكهريائي. في هذه الحالة؛ نموذجياء يتم استخدام الإلكتروليتات electrolytes المختلفة في دوائر الأنوليت والكاتوليت. يتم حجز هذه الإلكتروليتات في الخزانات 201 و 211؛ حيث يتم تنظيفها. يتكون البناء النموذجي؛ المبين بشكل مبسط لنظام التحليل الكهربائي المشتمل على خلية التحليل الكهريائي التي لها دائرة أنوليت ودائرة كاتوليت. يتم فصل هذه الدوائر عن بعضها البعض في خلية التحليل الكهربائي عن طريق غشاء التبادل الأيوني. يتم حجز الإلكتروليتات في الخزانات» حيث يتم تنظيفها. إذا كانت الإلكتوليتات المستخدمة في كل من الدوائر هي نفسهاء فإن العملية المطولة من التحليل الكهريائي تكون مصحوية بتغييرات في كل من درجة الحموضة وأيضا في تركيز 0 الأيون في المحاليل الفردية. بالإضافة إلى ذلك يقوم الغشاء بتعقيد البناء. إذاء على سبيل المثال» اشتمل الأنوليت والكاتوليت المستخدمين على0.5 مول من محلول بيكريونات البوتاسيوم ((KHCO3) Potassium bicarbonate وإرتفع جهد الخلية بعد بضع ساعات بشكل cals فإن الكاتيونات cations تهاجر من غرفة الأنوليت anolyte chamber الى غرفة الكاتوليت catholyte ~~ chamber إلى القطب الكهريائي electrode كنتيجة للجهد 5 الكهربائي electrical voltage المطبق. على الرغم من أنه يتم تعويض الضغط التناضحي osmotic pressure حتى daw أو حتى يتوقف عن العمل بعد وقت معين»؛ فإن الجاذبية الكهريائية للكاثود تكون أقوى وهجرة الكاتيونات تستكمل في اتجاه واحد. إذا تم رفع التركيز الأولي أو تم تجديد الأنوليت بشكل دوري؛ يمكن العثور بلورة بيكربونات البوتاسيوم في الكاتوليت بعد بضع ساعات. أيضا يتم تطبيق تعليقات مماثلة فيما يتعلق 0 بالإلكتروليتات التي يتم توليد التوصيلية الكهربائية لها من قبل أملاح أخرى (الكبريتات ¢sulfates الفوسفات -(phosphates لذلك فمن الضروري أن يتم إعادة توليد الإلكتروليت بشكل متفصل. من أجل تمكين التدفق المستمر للإلكتروليتات؛ بالتالي» يجب أن توجد كمية كافية من الإلكتروليت electrolyte في الخزانات. في معمل صناعي واسع النطاق؛ يتطلب هذا حاويات ذات 5 حجم غير صغير.
الوصف العام للاختراع من أهداف الاختراع أن يتم تحديد نظام تحليل كهريائي» وكذلك طريقة لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي؛ النظام المذكور والطريقة المذكورة تخفف أو تفادي المشاكل التي تم تحديدها في البداية.
تتحقق هذه الأهداف بواسطة نظام التحليل الكهربائي كما تم ذكرة في عنصر الحماية رقم 1 وأيضا بالطريقة كما تم ذكرها في عنصر الحماية رقم11. نماذج مفيدة للاختراع هي موضوعات عناصر الحماية المعتمدة. نظام التحليل الكهريائي للاختراع من أجل استغلال ثاني أكسيد الكريون يشتمل على - خلية التحليل الكهريائي التي لها أنود في غرفة الأنود ولها كاثود في غرفة الكاثود؛
0 حيث تم تصميم غرفة الكاثود لاستيعاب ثاني أكسيد الكريون وجعله في اتصال مع الكاثود. حيث يتم تمكين التحفيز لتفاعل اختزال ثاني أكسيد الكريون إلى مركب هيدروكربون hydrocarbon واحد على الأقل أو إلى أول أكسيد الكريون؛ - خزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs الأولى والثانية؛ - خط غاز المنتج product gas line الأول من الخزان الأول
5 - خط غاز المنتج الثاني من الخزان الثاني. - خط الاتصال connecting line الأول لتوريد الإلكتروليت من خزان الإلكتروليت الأول إلى غرفة الأنرد canode chamber - خط الاتصال الثاني لتوريد الإلكتروليت من غرفة الأنود إلى خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني ‘
- خط الاتصال الثالث لتوريد الإلكتروليت من خزان الإلكتروليت الثاني إلى غرفة call و - خط الاتصال الرابع لنقل الإلكتروليت من غرفة الكاثود إلى خزان الإلكتروليت الأول. في حالة طريقة الاختزال للاختراع من أجل استغلال ثاني أكسيد الكريون عن طريق نظام التحليل الكهريائي؛
5 - يتم تمرير ثاني أكسيد الكريون من خلال غرفة الكاثود من خلية التحليل الكهربائي ويتم جعله في اتصال مع الكاثود؛
- يتم إجراء تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى مركب هيدروكربون واحد على الأقل أو إلى أول أكسيد الكربون؛ - يتم تمرير غاز المنتج الأول عن طريق خط خروج Sle المنتج الأول من الخزان الأول» - يتم تمرير غاز المنتج الثاني عن طريق خط خروج غاز المنتج الثاني من الخزان الثاني. وعلاوة على ذلك؛ يتم تمرير الإلكتروليت في تدفق التقاطع dalxcrossflow وخارج خلية التحليل الكهريائي؛ بواسطة - الإلكتروليت الذي يتم تمريره من أول اثنين من خزانات الإلكتروليت إلى غرفة الأنود؛ 0 - الإلكتروليت الذي يتم تمريره من غرفة الأنود إلى ثاني اثنين من خزانات الإلكتروليت؛ - الإلكتروليت الذي يتم تمريره من خزان الإلكتروليت الثاني إلى غرفة SHS - الإلكتروليت الذي يتم تمريره من غرفة الكاثود إلى أول خزان الإلكتروليت. تأثير تمرير الإلكتروليت في التدفق المتقاطع (تدفق التقاطع)؛ بشكل مفيد؛ يعوض التغيرات التي تحدث في درجة الحموضة مزة أخرى. إذا هاجرت الكاتيونات إلى الكاثود؛ 5 فإنه يتم نقلها ميكانيكيا مرة أخرى إلى غرفة الأنود عن طريق تدفق التقاطع. هناك تأثير yal هو أن تركيز الملح في غرفتين القطب الكهريائي clectrode chambers يظل ثابتاء وهو بالتالي ما يمنع التمليح التدريجي بشكل دائم. على أساس نظام التشغيل operating regime المحسن هذاء يكون من الممكن استمرار التحليل الكهريبائي مع الإلكتروليت نفسه في كل من غرف القطب الكهربائي clectrode .chambers 0 في أحد النماذج والتطوير المفيد لاختراع» يشتمل نظام التحليل الكهريائي على وصلة تعادل الضغط pressure-cqualizing connection التي تصل بشكل مباشر خزانات الإلكتروليت الأولى والثانية. قد يؤدي عدم المساواة في تدفق الإلكتروليت من الخزانين على فترات طويلة؛ بدون تدابير 5 مضادة؛ إلى مستوى غير متساوي من الإلكتروليت في الخزانين» وحتى في الحالة القصوى؛ إلى حدوث جفاف في جانب واحد من الخلية. وصلة الضغط المتعادل تخلق
اتصال مباشر بين الخزانين» مما يؤدي إلى الحصول على مستوى سائل متساوي باستمرارء قياسا على مواسير التوصيل 1068م ع0تاة00011000016. وبمنع هذا جفاف أحد جانبي الخلية. لتبادل الإلكتروليت السائل liquid electrolyte يكون من المفيد أن يكون الخط التعويضي في كل من خزانات الإلكتروليت متصلا بالأسفل قدر الإمكان؛ ومثلا في النصف السفلي من ارتفاع الخزان المعني؛ ولا سيما في الريع السفلي. بالإضافة إلى التعادل التلقائي لمستوى السائل في الخزانات؛ فمن الممكن أيضا sha) تبادل منظم للإلكتروليت. ولهذا الغرض» فإنه وفقا لنموذج واحد للاختراع» توجد مضخة في وصلة معادلة الضغط. هذه المضخة تضمن التبادل الاضطراري للإلكتروليت. يتم 0 التحكم بشكل أفضل باستخدام إشارات الإدخال signals ان(« من أجهزة استشعار في مستوى التعبثة fill level sensors لكل من الخزانات. يمكن أن يتم تمييز الخزانين على أنهما وعاءان منفصلان»؛ وفي هذه الحالة تأخذ وصلة معادلة الضغط شكل؛ على سبيل JU أنبوب بين الوعاءين. بدلا من ذلك؛ يمكن Ladd تصميم الخزانين معا كوعاء فردي ذات جدار فاصل من أجل التقسيم الفرحي إلى 5 الخزانين» مع جدار فاصل به فتحة كوصلة معادلة للضغط. والفتحة (Lia بالطبع؛ تقع بشكل مفيد في المنطقة السفلى من الخزانات؛ للسماح بتبادل الإلكتروليت السائل حتى عندما يكون tue السائل منخفض. نظام التحليل الكهريائي يشتمل على مضخات في خطوط التوصيل connecting lines الأولى والثالثة التي تنقل الإلكتروليت إلى غرفة الأنود وغرفة الكاثود. وعلاوة على ذلك؛ 0 فإن نظام التحليل الكهريائي يشتمل بشكل مفيد على خط إمداد supply line لتوريد ثاني أكسيد الكريون. يفضل أن يشتمل نظام التحليل الكهريائي على وسائل تنظيم الضغط لواحد على الأقل من الخزانات. هكذاء على سبيل المثال؛ فإن خط التغذية feedline لتوريد ثاني أكسيد الكريون قد يكون له صمام الضغط الزائد .overpressure valve في حالة فتح هذا 5 الصمام؛ يمكن خلط ثاني أكسيد الكربون الذي يتدفق بعد ذلك مع غاز المنتج من خط غاز المنتج الأول ويمكن نقل الغازات معا إلى مرفق تحليلي analytical facility و / أو
إلى مرشق لتخزين الغاز المنتج. من المفيد؛ علاوة على ذلك؛ أن يتم جلب خطوط الغاز المنتج معا في صمام الضغط الزائد. نتيجة لذلك؛ من خلال اختيار مناسب لصمام الضغط الزائد؛ يتم ضمان ضغط متساو في مرحلة الغاز في الخزانات. يفضل أن يشتمل نظام التحليل الكهريائي على وسائل لإدخال الغاز الخامليمع dnert 5 وخاصة النيتروجين nitrogen إلى الخزانات. لهذا الغرض؛ من المفيد؛ أن يتم التخلص من فتحات الخزانات في المنطقة السغلى من الخزان المعني؛ تشتمل الخزانات في المنطقة السفلى على طبقة ox الزجاج المقسى الذي يكون سابق للغاز الخامل. يفضل أن يكون الكائثود لنظام التحليل الكهربائي من الفضة أو التحاس أو أكسيد التحاسع0ن«ه copper أو ثاني أكسيد التيتانيوم titanium dioxide أو مادة من أشباه 0 موصلات أكسيد - المعدن metal-oxide semiconductor material الآخر. يمكن أيضا أن يتم تصميم الكاثود على سبيل المثال كمصسور ضوئي «photocathode وفي هذه الحالة سيكون من الممكن إجراء عملية اختزال ضوثئية كهروكيميائتية photoelectrochemical reduction process لاستغلال ثاني أكسيد الكريون؛ المعروفة باسم التحليل الكهربائي ثاني أكسيد الكريون (CO) carbon dioxide المساعد بالضوء. في أحد النماذج المحددة؛ يكون هذا النظام يكون قادر على الإجراء الضوئي التحفيزي النقي. يفضل أن يشتمل نظام التحليل الكهريائي على الأنود البلاتيني. تعطى الأفضلية لاستخدام بيكريونات البوتاسيوم؛ كبريتات البوتاسيوم (K2S04) Potassium sulfate 5 فوسفات ثلاثي البوتاسيوم (K3PO4) Tripotassium phosphate كأملاح إلكتروليت electrolyte salts بتركيزات مختلفة. بدلا من ذلك يكون من الممكن استخدام أيوديد 0 البوتاسيوم «(KI) potassium iodide بروميد البوتاسيوم «(KBr) potassium bromide كلوريد البوتاسيوم (KC) potassium chloride كريونات هيدروجين الصوديوم sodium ((NaHCOs) hydrogencarbonate كبريبتات الصوديوم sodium sulfate م0قية1. يمكن Lad استخدام كبريتات» فوسفات» أيوديدات dodides أو بروميدات bromides أخرى» لزيادة قابلية التوصيل في الإلكتروليت. نتيجة للإمداد المستمر من الغاز المحتوي 5 على الكربيون ccarbon-containing gas لا توجد حاجة لتوريد الكريونات carbonates 5[
أو كريونات الهيدروجين chydrogencarbonates التي بدلا من ذلك تتشكل في غرفة الكاثود cathode chamber في العملية. وفي نموذج آخر مفيد للاختراع» يكون الكاثود cathode (ك1)؛ على سبيل المثال؛ له طبقة حماية السطح surface protection layer مع تفضيل خاص» الكاثودات الضوئية الشبه dl aga 5 للكهرياء csemiconductor photocathodes لكن أيضاء على وجه (ald الكاثودات المعدنية emetallic cathodes يكون لها طبقة حماية السطح. بواسطة طبقة حماية السطح من المفترض أن الطبقة التي تكون رقيقة نسبيا بالمقارنة مع سمك القطب الكهريائي الكلي تفصل الكاثود من غرفة الكاثود. يمكن أن تشتمل طبقة حماية السطح لهذا الغرض على sale (rae شبه موصلة للكهرباء semiconductor أو مادة عضوية organic material 0 يفضل بشكل خاص طبقة ثاني أكسيد التيتانيوم الواقية. الهدف الرئيسي من التأثير الوقائي هو أن لا تتم مهاجمة القطب الكهربائي بواسطة الإلكتروليت أو بواسطة المواد المتفاعلة reactants المنتجات أو المحفزات»؛ وأيوناتها المفصولة dissociated ions في محلول في الإلكتروليت» مع ما يترتب على ذلك من حل الأيونات من القطب الكهربائي على سبيل المثال. فيما يتعلق على وجه التحديد بطريقة الاختزال الكهروكيميائتية في الوسط السائل aqueous media أو على الأقل في الوسط الذي يحتوي على كميات صغيرة من الماء أو الهيدروجين» وطبقة حماية سطح مناسبة و التي تكون مهمة جدا لحياة طويلة واستقرار وظيفي للقطب الكهربائي في العملية. حتى التغيرات الشكلية الصغيرة؛ كنتيجة للهجمات المسببة (JS على سبيل المثال؛ قد تؤثر على فرق الجهد المرتفع من غاز الهيدروجين (Ho) hydrogen gas أو غاز أول أكسيد 0 الكريون (CO) carbon monoxide gas في الإلكتوليتات السائلة aqueous electrolytes أو أنظمة الإلكتروليت الحاملة للمياه .water-bearing electrolyte systems ستكون dail من ناحية؛ هي انخفاض في الكثافة الحالية؛ وبالتالي؛ نظام ذو كفاءة منخفضة جدا لتحويل ثاني أكسيد الكريون» ومن ناحية egy AT التدمير الميكانيكي للقطب الكهربائي. 5 شرح مختصر للرسومات
أمثلة ونماذج الاختراع الحالي يتم وصفها مرة أخرى على سبيل المثال بالإشارة إلى الأشكال من 1 إلى 4 من الرسم المرفق. في الرسم؛ في التمثيل التخطيطي؛ الشكل 1 يوضح نظام التحليل الكهربائي؛ الشكل 2 يوضح خزانات الإلكتروليت المتصلة مع خط الضغط المعادل؛ الشكل 3 يوضح خزانات الإلكتروليت المتصلة كوعاء له جدار مقسم «dividing wall الشكل 4 يوضح خزانات الإلكتروليت المتصلة مع المضخة المتحكمة في معادلة المضغط .pump-controlled pressure equalization الوصف ١ لتفصيلي: نظام التحليل الكهربائي 100 الموضح بشكل بياني في الشكل 1 أولا. كعنصر
«central element 53S. 0 خلية تحليل كهريائي 1 والتي يتم تصويرها هنا في بناء مكون من غرفتين. الأنود 4 يتم ترتيبه في غرفة الأنود 2 والكاثود 5 في غرفة الكاثود 3. غرفة الأنود 2 وغرفة الكاثود 3 يتم فصلها عن بعضها البعض بواسطة غشاء membrane 21. هذا الغشاء 21 قد يكون غشاء موصل-لأنيون ion-conducting membrane 21 على سبيل المقال غشاء موصل-للأنيون 21 أو غشاء موصل -
5 للكاتيون .21cation-conducting membrane الغضناء 21 قد يكون طبقة مسامية porous layer أو غشاء حاجز (diaphragm الغشاء 21.في النهاية؛ قد أيضا يكون من المفهوم أنه فاصل ثلاثي الأبعاد. موصل للأيون والذي يفصل الإلكتروليتات في غرفة الأنود وغرفة الكاثود 2 3. لإدخال SUS أكسيد الكربون في خلية التحليل الكهربائي 1؛ Jat الأخير على قطب كهربائي لنشر الغاز.
0 يتم توصيل الأنود 4 والكاثود 5 كهريائيا لتوريد الجهد. غرفة الأنود 2 وغرفة الكاثود 3 لخلية التحليل الكهربائي 1 الموضحين يتم تجهيزهم بمدخل إلكتروليت ومخرج إلكتروليت؛ ومن خلالهم يكون الإلكتروليت وكذلك المنتجات الجانبية للتحليل الكهربائي؛ على سبيل (JL غاز الأكسجين oxygen (02)» من غرفة الأنود 2 أو غرفة الكاثود 3 على التوالي؛ قادرين على التدفق إلى الداخل J الخارج.
يتم ربط غرفة الأنود 2 وغرفة الكاثود 3 في دائرة الإلكتروليت عبر خطوط التوصيل connecting lines الأولى إلى الرابعة (9 ... 12). تظهر اتجاهات تدفق الكهرياء عن طريق الأسهم في كل من الدوائر. أيضا تكون تلك المربوطة في دائرة الإلكتروليت؛ علاوة على ذلك؛ هي الخزانات الأولى والثانية 6» 7؛ و التي يتم حجز الإلكتروليت فيها. دائرة الإلكتروليت Lia على عكس مرافق التحليل الكهريائي electrolysis plants لثاني أكسيد الكربون المعروفة؛ تأخذ شكل التدفق المتقاطع. تحقيقا لهذه الغاية؛ الأول من خطوط الاتصال 9 يمرر الإلكتروليت و؛ عندما يكون ذلك مناسباء المواد المتفاعلة والمنتجات المختلطة معها أو المذابة فيها من الخزان الأول 6 يتم نقلهم بواسطة مضخة 68؛ إلى
غرفة الأنود 2 ومدخل الإلكتروليت الخاص بها.
0 من مخرج الإلكتروليت من غرفة الأنود 2؛ في المقابل؛ خط الاتصال الثاني 0[يمررالإلكتروليت مع المواد المختلطة إلى الخزان الثاني 7. بالتالي لا يتم إرجاع الإلكتروليت إلى الخزان الأصلي 6. الإلكتروليت من الخزان الثاني 7© في المقابل؛ يتم ali خلال خط الاتصال Tell عن طريق المضخة 8ب إلى غرفة الكاثود 3. يتم تمرير الإلكتروليت من غرفة الكاثود 3 عبر خط الاتصال الرابع 12 إلى الخزان الأول
5 6. بهذه الطريقة؛ الدائرة المتقاطعة يتم إنتاجها من أجل الإلكتروليت؛ lly فيها كمية معينة من الإلكتروليت» مع مرور الوقت وعلى الأقل في celal تصل وتتحرك خلال ليس فقط على كل من الخزانات لكن أيضا غرف الأنود والكاتود 2 و 3. تتصل الخزانات 6 و 7 عن طريق أنبوب التعادل equalizing pipe 13. تقع مخارج أنابيب التعادل 13 في الخزانات 6 و 7 بشكل مفيد في gy all السفلي من الخزانات؛
0 وذلك للسماح بتغيير السائل حتى عندما يكون مستوى السائل منخفض. يضمن أنبوب التعادل 13 أن أي من الخزانات 6 و 7 لا تكون قادرة على التشغيل بشكل فارغ ¢ ويكون ارتفاع مستوى الإلكتروليت هو نفسه في كلاهما. الشكل 2 يظهر عرضا أكثر تفصيلا للخزنين 6 و 7. تأثير العملية في شكل دائرة متقاطعة مع خزانين منفصلين 6 و 7 هو أن يتم بشكل منفصل Ji وفصل المنتجات
5 الناتجة؛ Je غاز الأكسجين عند الأنود 4 و غاز أول أكسيد الكريون عند الكاثود 5؛ على سبيل المثال» عن السائل في الخزانين 6 و 7. تتم إزالة غاز المنتج عن طريق
جهاز تنظيف الغاز .gas scrubber يتم إدخال النيتروجين «(N2) Nitrogen على سبيل (JU في قواعد الخزانين 6 و 7 و نثرهم عبر الطبقة 202 من فريت الزجاج glass frit هذا الغاز الخامل يقوم بدفع الغازات المذابة Sledissolved gases الأكسجين؛ غاز أول أكسيد الكريون وثاني أكسيد الكريبون من الإلكتروليت. كنتيجة لذلك؛ نموذجياء؛ لا يصبح الإلكتروليت في الواقع خالي من الغازء ولكن يكون هناك كمية معينة من غاز معين في محلوله. اعتمادا على التطبيق؛ يمكن أن يستخدم ثاني أكسيد الكربون أو الغازات الخاملة inert gases الأخرى بدلا من النيتروجين. بالتخفيف مع الغاز الخامل؛ يتم تفريغ المنتجات من الدائرة ومن ثم يتم تحليلها وتنقيتها. يؤدي الخروج من الخزان الأول 6 إلى أول خط غاز منتج 14. يتم توصيل هذا الخط 0 عبر صمام الضغط الزائد الأول مع خط الإمداد 16 لثاني أكسيد الكريون» والذي ينقل ثاني أكسيد الكريون إلى خلية التحليل الكهريائي 1. من خلال هذا الاتصال يمكن اختياريا SLE أكسيد الكريبون؛ والذي عند تجاوز الضغط أن يكون هو الجزءٍ الذي لا يتم تسليمه إلى خلية التحليل الكهريائي ol وأيضا غاز المنتج؛ جنبا إللى جنب مع الغاز الخامل من الخزان الأول 6؛ ليتم تمريرهم إلى المرفق التحليلي ومرفق تخزين المنتجات 5 والذي لا يكون موضح في الشكل 1. كمية ثاني أكسيد الكريون المقدمة يمكن استخدامها بهدف حساب الناتج. خط غاز المنتج الثاني 15 من الخزان الثاني 7 يمر مع الخط المشترك؛ المكون من خط غاز المنتج الأول 14 وخط إمداد SUS أكسيد الكريون 16؛ إلى صمام الضغط الزائد الثاني 18. هذا الاندماج المتحكم به لخطوط غاز المنتج 14؛ 15 من الخزانات 6؛ 7 0 يضمن أن الضغط في كل من الخزانات 6؛ 7 يكون هو نفسه. وبالتالي فإن مستوى السائل يكون غير مزاح. بشكل مفيد؛ علاوة على ذلك؛ إذا كان نظام التحكم في الضغط المنظم يضبط الضغط التفاضلي عند GDE فلا يعاني هذا الأخير من التحميل الميكانيكي الزائد. يتم ضبط صمام الضغط الزائد الثاني 18 لضمان عدم دخول غاز المنتج من الأنود 4 إلى المرفق التحليلي. 5 من المفيد بشكل خاص أنه؛ عند خلط الهيدروجين و غاز الأكسجين؛ يكون من الحرص التأكد من أن التخفيف بالنيتروجين يكون كافي لعدم إنتاج خليط الغاز المتفجر
detonating-gas علذومام». إذا لم يكن من الممكن ضمان هذه النقطةء عندها يتنبغي الحفاظ على تيارات الغازين streams ممع في شكل منفصل؛ ويتم إجراء معادلة الضغط عن طريق آلية منفصلة. الشكل 2 . يوضح أيضا أنبوب التعادل 13 بين الخزانين 6 7. كمية ملء الخزانات 6؛ 7 تتغير في حالة الدوائر المتقاطعة الموصوفة إلا إذا كان معدلات تدفق المضختين هما نفسهما تماما. عندما يكون من الممكن تحقيق هذا عن طريق قياس المستوى وعن طريق تنظيم مخرج المضخة؛ هذا التحكم يكون مكلف»؛ caning وعرضة للخطاً. من المفيد إدخال أنبوب التعادل 13 بين الخزانين 6» 7 عن طريق على سبيل JU الأنبوب الذي يكون قطره صغيرا مقارنة بأبعاد أوعية الإلكتروليت electrolyte vessels (1: 0 100). مما يسمح بمعادلة الضغط التي تحدث وفقا لمبداً توصيل الأنابيب؛ ولكن لديها فقط الحد الأدنى من معدل تدفق حجم الذي يمكن أن يؤدي إلى خلط المنتجات. في حالة المنتجات الغازية gaseous products يكون من المناسب بشكل منطقي تركيب هذا الأنبوب المعادل 13 في الجزءِ السفلي من وعاء الإلكتروليت. نموذج آخر للخزانين 6 و 7 يتم توضيحه في الشكل 3. في هذه الحالة؛ يتم تصميم 5 الخزانين 6 و 7 كحاوية مشتركة 31. تشتمل الحاوية 31 على جدار مقسم 32 به قطع أو فتحة 33. الفتحة 33 تقع بشكل مناسب في الجزءٍ السفلي من الحاوية 31؛ للسماح بالتبادل المستمر للإلكتروليت بين الخزانين 6؛ 7. نتائج الحاوية المشتركة تكون بشكل كبير لها نفس الوظائف كما هو الحال في الخزانين في مواقع منفصلة 6؛ 7. يظهر في الشكل 4 تصميم بديل آخر. نقطة البداية لهذا التصميم هي أن الخزانين 0 المنفصلة 6؛ 7 مثل أول نموذج مثالي. في النموذج المثالي وفقا للشكل 4؛ مع ذلك؛ لا يوجد أي شروط لمعادلة الضغط من أجل مرحلة الغاز. بالتالي فإن الضغط المختلف في الخزانين 6 و 7 يكون قادر على توفير مستوى مختلف من الإلكتروليت؛ وهو ما لا يتم تعويضه عن طريق أنبوب التعادل» أي عن طريق الاتصال البسيط للخزانين 6 و 7. يتم تحقيق التوازن في هذا المثال عن طريق المضخة 42. يتم التحكم في المضخة 5 بواسطة إلكترونيات التحكم التي لا تظهر في الشكل 4. متغيرات المدخل المستخدمة للتحكم هي إشارات الاستشعار sensor signals من اثنين من أجهزة استشعار مستوى
التعبثة 41؛ والتي تلتقط مستوى ممتلئ من الإلكتروليت في كل من الخزانين 6؛ 7. كنتيجة لذلك؛ ليس فقط تأثير الضغط في الخزانين 6 7 ولكن أيضا يتم تعويض الإزاحة في مستوى الإلكتروليت نتيجة التدفقات المختلفة من الإلكتروليت إلى غرفة الأنود 2 وغرفة الكاثود 3. هذه التدفقات المختلفة تكون حتمية فعلياء لأسباب؛ من بين أمور أخرى؛ لنواتج الضخ المختلفة من جانب المضخات 8. قائمة التتابع : F ثاني أكسيد الكريون "ب" النيتروجين
Claims (6)
1. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system (100) لاستغلال ثاني أكسيد الكريون «carbon dioxide يشتمل على - خلية التحليل الكهريائي ls (1) electrolysis cell لها الأنود anode (4) في غرفة الأنود anode chamber (2) و Lgl الكاثود cathode )5( في غرفة الكاثود cathode chamber 5 )3( بحيث تم تصميم غرفة الكاثود cathode chamber (3) لاستيعاب ثاني أكسيد الكريون010:106 carbon و جعله في اتصال مع الكاثود cathode (5)؛ حيث يتم تمكين تحفيز تفاعل اختزال reduction reaction ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide لمركب هيدروكريون hydrocarbon واحد على الأقل أو إلى أول أكسيد الكريون | carbon «monoxide 0 — خزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs الأولى والثانية )6< 7(« - خط غاز المنتج product gas line الأول )14( من خزان الإلكتروليت | electrolyte reservoir الأول )6(« - خط غاز المنتج product gas line الثاني (15) من خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني )7(« المميز عن Gob - خط الاتصال connecting line الأول )9( لتوريد الإلكتروليت electrolyte من خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الأول )6( إلى غرفة الأنود anode chamber (2)؛ - خط الاتصال connecting line الثاني )10( لأخذ الإلكتروليت «electrolyte غرفة الأنود anode chamber (2) إلى خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني (7)؛ 0 - خط الاتصال SGN connecting line )11( لتوريد الإلكتروليت electrolyte من خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني (7) إلى غرفة الكاثود cathode chamber (3) - خط الاتصال line عمتهعهده» الرابع )12( لأخذ الإلكتروليت clectrolyte من غرفة الكاثود cathode chamber )3( إلى خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الأول )6(«
— 6 1 — - وصلة تعادل الضغط pressurc-equalizing connection )13( التي تتصل مباشرة بخزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs الأولى والثانية (6 7).
2. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system )100( وفقا لعنصر الحماية رقم 1؛ الذي له المضخة pump )42( في وصلة معادلة الضغط pressure-equalizing
.connection
3. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system )100( وفقا لعنصر الحماية رقم 2 الذي له أجهزة استشعار المستوى sensors 16761 لكلا الخزانات. 4 نظام التحليل الكهريائي electrolysis system (100) وفقا لعنصر الحماية 1؛ بحيث يتم تصميم خزانين الإلكتروليت Las (7 <6) electrolyte reservoirs كحاوية فردية لها جدار مقسم dividing wall )32( لتقسيمها فرعيا إلى خزانين للإلكتروئيت | electrolyte reservoirs )6¢7(¢ حيث الجدار المقسم dividing wall )32( يكون به فتحة (33) 5 كوصلة معادلة الضغط .pressure-equalizing connection
5. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system (100) وفقا لعنصر الحماية 1؛ له وسائل لإدخال lal الخامل inert gas وخاصة النيتروجين nitrogen في الخزانات.
0 6. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system )100( وفقا لعنصر الحماية 1؛ له خط إمداد supply line لتوريد ثاني أكسيد الكريون .carbon dioxide 7 - نظام التحليل الكهريائي electrolysis system (100) وفقا لعنصر الحماية 6؛ بحيث يكون خط الإمداد supply line لتوريد ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide له 5 صمام الضغط الزائد .overpressure valve
6. نظام التحليل الكهريائي electrolysis system )100( وفقا لعنصر الحماية 6 أو 7 حيث خط الإمداد supply line وخط غاز المنتج product gas line الأول يتم إحضارهم
معا. 9 نظام التحليل الكهريائي electrolysis system (100) وفقا لعنصر الحماية 1؛ بحيث خطوط الغاز المنتج gas lines 0100006 يتم تجميعهم Lac في صمام الضغط الزائد
.overpressure valve dank -0 الاختزال لاستغلال ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide عن طريق نظام 0 التحليل الكهريائي electrolysis system (100)؛ بحيث - يتم تمرير ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide خلال غرفة الكاثود cathode chamber )3( من خلية التحليل الكهريائي electrolysis cell (1) ويتم جعلهم في اتصال مع الكاثود cathode (3)؛ - يتم إجراء تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide مركب هيدروكريون hydrocarbon 15 واحد على الأقل أو إلى أول أكسيد الكربون «carbon monoxide - يتم تمرير غاز المنتج product gas الأول عن طريق خط غاز المنتج product gas line الأول )14( من خزان الإلكتروليت Js¥lelectrolyte reservoir )6(« - يتم تمرير غاز المنتج product gas الثاني عن طريق خط غاز المنتج product gas line الثاني (15) من خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني (7)؛ 0 تتميز في أنه يتم تمرير الإلكتروليت electrolyte في تدفق متقاطع dah وخارج خلية الإلكتروليت electrolyte cell (1)؛ بواسطة - الإلكتروليت electrolyte الذي يتم تمريره من أول اثنين من الخزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs )6( إلى غرفة الأنود anode chamber (2)؛ - الإلكتروليت electrolyte الذي يتم تمريره من غرفة الأنود anode chamber )2( إلى 5 ثاني (pil من خزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs )7(«
- الإلكتروليت electrolyte الذي يتم تمريره من خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الثاني (7) إلى غرفة الكاتود cathode chamber )3(¢ - الإلكتروليت electrolyte الذي يتم تمريره من غرفة الكاثود cathode chamber )3( إلى خزان الإلكتروليت electrolyte reservoir الأول )6(« - مستوى سائل متمائفل في خزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs الذي يتم إحضاره عن طريق وصلة الضغط المعادلة pressure-equalizing | connection )13( بين خزانات الإلكتروليت electrolyte reservoirs الأولى والثانية (6؛ 7).
: LI 13 ١ ١ - 0 i \ 3 ; os” و AAR ااا ااا ااا أ sini ّْ ال } | F 2 إٍْ ب ا إل الم : old | ERA BAS deed] لزي ْ: " i ST ty Li 0 ٍْ i V4 5 ب i 1 1 احا 4 بج 5 I ال CYP - + ناج ا ا اد اد LI أ : : . : 1 3 yd | 1 ' 1 ات نت تن ا i AAA AAA AAA AAA RIAA AAA ' : 3 ; | 7 rsd, A \ J 5 5 hd | ts [RE ve i Loa 4 7.
fort EE St Ray ME إلسسسسيسا Ey Topo? | vy حم
Y I< >
— 2 1 — 4 SR VY 1 ٠ 3 0 ٍ Yd TY LA
¥.¥ I ho ب" ——— TT ني“ ب | 4 » & yo» \Y " ١ ' 1 ١١ 1 ليس : 5 . IL ال
Y.¥ تسمه ّ ات" SUS 7 © اا لبسس تآ ملمة ا | - قل 8 و
لاله الهيلة السعودية الملضية الفكرية ا Sued Authority for intallentual Property RE .¥ + \ ا 0 § 8 Ss o + < م SNE اج > عي كي الج TE I UN BE Ca a ةا ww جيثة > Ld Ed H Ed - 2 Ld وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها of سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. Ad صادرة عن + ب ب ٠. ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > فهذا ص ب 101١ .| لريا 1*١ v= ؛ المملكة | لعربية | لسعودية SAIP@SAIP.GOV.SA
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015212503.3A DE102015212503A1 (de) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Reduktionsverfahren und Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
| PCT/EP2016/062253 WO2017005411A1 (de) | 2015-07-03 | 2016-05-31 | Reduktionsverfahren und elektrolysesystem zur elektrochemischen kohlenstoffdioxid-verwertung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA518390682B1 true SA518390682B1 (ar) | 2021-09-08 |
Family
ID=56097104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA518390682A SA518390682B1 (ar) | 2015-07-03 | 2018-01-03 | طريقة اختزال ونظام التحليل الكهربائي لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10760170B2 (ar) |
| EP (1) | EP3317435B1 (ar) |
| CN (1) | CN107849713B (ar) |
| AU (1) | AU2016290263B2 (ar) |
| DE (1) | DE102015212503A1 (ar) |
| DK (1) | DK3317435T3 (ar) |
| ES (1) | ES2748807T3 (ar) |
| PL (1) | PL3317435T3 (ar) |
| SA (1) | SA518390682B1 (ar) |
| WO (1) | WO2017005411A1 (ar) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015212503A1 (de) | 2015-07-03 | 2017-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktionsverfahren und Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
| DE102017216710A1 (de) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrolyseuranordnung |
| EP3489389A1 (de) * | 2017-11-24 | 2019-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrolyseeinheit und elektrolyseur |
| US11105006B2 (en) * | 2018-03-22 | 2021-08-31 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Carbon dioxide reduction apparatus and method of producing organic compound |
| DE102018210303A1 (de) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrochemische Niedertemperatur Reverse-Watergas-Shift Reaktion |
| US11390955B2 (en) * | 2019-08-07 | 2022-07-19 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Electrochemical cell, electrochemical system, and method of producing carbonate compound |
| CN110344071B (zh) * | 2019-08-14 | 2020-11-17 | 碳能科技（北京）有限公司 | 电还原co2装置和方法 |
| DE102019123858A1 (de) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers Gmbh | Kreuzflusswasserelektrolyse |
| CN114405438B (zh) * | 2022-03-01 | 2022-11-11 | 中山大学 | 一种光电催化反应系统 |
| JP2023140042A (ja) * | 2022-03-22 | 2023-10-04 | 株式会社東芝 | 電解装置および電解装置の駆動方法 |
| CN114689671B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-05-16 | 嘉庚创新实验室 | 电化学反应设备 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PT2496735T (pt) * | 2009-11-04 | 2017-05-25 | Ffgf Ltd | A produção de hidrocarbonetos |
| US20130105304A1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-05-02 | Liquid Light, Inc. | System and High Surface Area Electrodes for the Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide |
| US8691069B2 (en) * | 2012-07-26 | 2014-04-08 | Liquid Light, Inc. | Method and system for the electrochemical co-production of halogen and carbon monoxide for carbonylated products |
| DE102013226357A1 (de) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Pulsierende Elektrolytzufuhr in den Reaktionsraum einer Elektrolysezelle mit gasentwickelnden Elektroden |
| WO2015143560A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Colin Oloman | Process for the conversion of carbon dioxide to formic acid |
| CN104722177B (zh) * | 2015-02-04 | 2017-05-31 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种浓缩变换和电解再生的二氧化碳捕集系统 |
| DE102015202117A1 (de) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Elektrolysesystem zur Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
| DE102015212504A1 (de) * | 2015-07-03 | 2017-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrolysesystem und Reduktionsverfahren zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung, Alkalicarbonat- und Alkalihydrogencarbonaterzeugung |
| DE102015212503A1 (de) | 2015-07-03 | 2017-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktionsverfahren und Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
| DE102016203946A1 (de) * | 2016-03-10 | 2017-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Nutzung von Kohlenstoffdioxid |
| JP6744242B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2020-08-19 | 株式会社東芝 | 化学反応システム |
| JP6672210B2 (ja) * | 2017-03-21 | 2020-03-25 | 株式会社東芝 | 電気化学反応装置と電気化学反応方法 |
| US11105006B2 (en) * | 2018-03-22 | 2021-08-31 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Carbon dioxide reduction apparatus and method of producing organic compound |
-
2015
- 2015-07-03 DE DE102015212503.3A patent/DE102015212503A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-05-31 US US15/739,738 patent/US10760170B2/en active Active
- 2016-05-31 EP EP16726551.1A patent/EP3317435B1/de active Active
- 2016-05-31 WO PCT/EP2016/062253 patent/WO2017005411A1/de active Application Filing
- 2016-05-31 ES ES16726551T patent/ES2748807T3/es active Active
- 2016-05-31 AU AU2016290263A patent/AU2016290263B2/en active Active
- 2016-05-31 PL PL16726551T patent/PL3317435T3/pl unknown
- 2016-05-31 DK DK16726551.1T patent/DK3317435T3/da active
- 2016-05-31 CN CN201680039557.3A patent/CN107849713B/zh active Active
-
2018
- 2018-01-03 SA SA518390682A patent/SA518390682B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3317435A1 (de) | 2018-05-09 |
| US10760170B2 (en) | 2020-09-01 |
| PL3317435T3 (pl) | 2020-03-31 |
| US20180179649A1 (en) | 2018-06-28 |
| EP3317435B1 (de) | 2019-07-03 |
| AU2016290263B2 (en) | 2018-08-30 |
| ES2748807T3 (es) | 2020-03-18 |
| AU2016290263A1 (en) | 2018-01-04 |
| CN107849713B (zh) | 2019-08-30 |
| DK3317435T3 (da) | 2019-09-23 |
| CN107849713A (zh) | 2018-03-27 |
| DE102015212503A1 (de) | 2017-01-05 |
| WO2017005411A1 (de) | 2017-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA518390682B1 (ar) | طريقة اختزال ونظام التحليل الكهربائي لاستغلال ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي | |
| CN108779564B (zh) | 用于电化学利用二氧化碳的方法和设备 | |
| CN105408243B (zh) | 用于重水的电解富集方法 | |
| CA2625656C (en) | Continuous electro-chemical reduction of carbon dioxide | |
| AU2017288319B2 (en) | Arrangement for the electrolysis of carbon dioxide | |
| US8357270B2 (en) | CO2 utilization in electrochemical systems | |
| US8834688B2 (en) | Low-voltage alkaline production using hydrogen and electrocatalytic electrodes | |
| US20220118406A1 (en) | System and method for production of synthetic fuel through co2 capture and water splitting | |
| AU2012202601B2 (en) | Continuous co-current electrochemical reduction of carbon dioxide | |
| US10907261B2 (en) | System and method for the electrolysis of carbon dioxide | |
| CN115569524A (zh) | 气体转化和溶液处理 | |
| KR20160100299A (ko) | 전력의 유연한 사용을 위한 디바이스 및 방법 | |
| Monroe et al. | Membraneless laminar flow cell for electrocatalytic CO2 reduction with liquid product separation | |
| CN111133131A (zh) | 电解槽装置 | |
| AU2021342847A1 (en) | Capillary-based electro-synthetic or electro-energy cells | |
| US20140251822A1 (en) | Production of valuable chemicals by electroreduction of carbon dioxide in a nasicon cell | |
| Sakurai et al. | Development of water electrolysis system for oxygen production aimed at energy saving and high safety | |
| SA516371195B1 (ar) | جهاز وطريقة للاستخدام المرن للكهرباء | |
| WO2015200147A1 (en) | Narrow gap, undivided electrolysis cell | |
| JP4840900B2 (ja) | 熱化学水素製造方法及び熱化学水素製造装置 | |
| KR20240023533A (ko) | 알칼리 금속 알콕사이드의 제조를 위한 3-챔버 전해 셀 | |
| AU2009290161A1 (en) | Electrochemical production of an alkaline solution using CO2 |