SA518390888B1 - Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts - Google Patents
Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- SA518390888B1 SA518390888B1 SA518390888A SA518390888A SA518390888B1 SA 518390888 B1 SA518390888 B1 SA 518390888B1 SA 518390888 A SA518390888 A SA 518390888A SA 518390888 A SA518390888 A SA 518390888A SA 518390888 B1 SA518390888 B1 SA 518390888B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- copper
- layer
- mixture
- binder
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 158
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 140
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 136
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 87
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title description 75
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title description 14
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title description 14
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 116
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 49
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 43
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 22
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 21
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 8
- 229910002530 Cu-Y Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910017985 Cu—Zr Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017818 Cu—Mg Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 4
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 241000152447 Hades Species 0.000 claims 1
- 241000036848 Porzana carolina Species 0.000 claims 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 106
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 154
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 129
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 84
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 46
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 46
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 46
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 42
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 39
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 34
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 33
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 33
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 27
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 15
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 11
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 11
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108010067035 Pancrelipase Proteins 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 229940092125 creon Drugs 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 4
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 4
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 3
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Substances [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical class O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 2
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 2
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000766754 Agra Species 0.000 description 1
- 108091005950 Azurite Proteins 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000189662 Calla Species 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017610 Cu(NO3) Inorganic materials 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000948258 Gila Species 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000877463 Lanio Species 0.000 description 1
- 241000234435 Lilium Species 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150107869 Sarg gene Proteins 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000907663 Siproeta stelenes Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008334 ZrO(NO3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCVQLHYLCTXVFQ-UHFFFAOYSA-N [Ni].O=C=O Chemical compound [Ni].O=C=O QCVQLHYLCTXVFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036592 analgesia Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- XTYUEDCPRIMJNG-UHFFFAOYSA-N copper zirconium Chemical compound [Cu].[Zr] XTYUEDCPRIMJNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229940096118 ella Drugs 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- ANQVKHGDALCPFZ-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-[6-(4-methylpiperazin-1-yl)-1h-benzimidazol-2-yl]acetate Chemical compound C1=C2NC(CC(=O)OCC)=NC2=CC=C1N1CCN(C)CC1 ANQVKHGDALCPFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011552 falling film Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam 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
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910000923 precious metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000012260 resinous material Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- GWBUNZLLLLDXMD-UHFFFAOYSA-H tricopper;dicarbonate;dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O GWBUNZLLLLDXMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
- OOLLAFOLCSJHRE-ZHAKMVSLSA-N ulipristal acetate Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1[C@@H]1C2=C3CCC(=O)C=C3CC[C@H]2[C@H](CC[C@]2(OC(C)=O)C(C)=O)[C@]2(C)C1 OOLLAFOLCSJHRE-ZHAKMVSLSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 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
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
- C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
- C25B11/031—Porous electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
- C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
- C25B11/095—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one of the compounds being organic
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
يتعلق الاختراع الحالي بقطب توزيع الغاز gas diffusion electrode المشتمل على حامل محتوي على النحاس copper-containing carrier بشكل مفضل، وطبقة أولى تحتوي على النحاس على الأقل وعلى رابط واحد على الأقل، بحيث تحتوي الطبقة الأولى على مسام و/ أو قنوات محبة للماء و كارهة للماء، تشتمل إضافيا على طبقة ثانية لها نحاس ورابط واحد على الأقل، بحيث تقع الطبقة الثانية على الحامل وتقع الطبقة الأولى على الطبقة الثانية، وبحيث يكون محتوى الرابط في الطبقة الأولى أقل من الطبقة الثانية. يتعلق الاختراع كذلك بطريقة لإنتاج قطب توزيع الغاز من هذا النوع وخلايا تحليل كهربائي electrolysis cell تشتمل على قطب توزيع الغاز من هذا النوع. شكل3The present invention relates to a gas diffusion electrode comprising preferably a copper-containing carrier, a first layer containing at least copper and at least one bond, such that the first layer contains hydrophilic and hydrophobic pores and/or channels , additionally comprising a second layer having at least one copper and one bond, so that the second layer rests on the carrier and the first layer falls on the second layer, and so that the bond content of the first layer is less than the second layer. The invention further relates to a method for producing a gas distribution electrode of this type and an electrolysis cell comprising a gas distribution electrode of this type. shape 3
Description
طربقة تحضير أقطاب توزبع الغاز انتقائية -الهيدروكربون اعتمادا على المحفزات المحتوبة على النحاس Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts الوصف الكاملMethod for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts Full description
خلفية الاختراعInvention background
يتعلق الاختراع الحالي بقطب توزيع الغاز (GDE) gas diffusion electrode يشتمل بشكل مفضلThe present invention relates to a gas diffusion electrode (GDE) comprising preferably
على حامل يحتوي على النحاس وطبقة أولى تشتمل على الأقل على النحاس ورابط واحد على الأقل؛on a carrier containing copper and a first layer comprising at least one copper and at least one bond;
حيث تشتمل الطبقة (الأولى) على مسام و / أو قنوات محبة للماء وكارهة للماء؛ وتشتمل إضافياwhere the (first) layer includes both hydrophilic and hydrophobic pores and/or channels; Include an additional
على طبقة ثانية تشتمل على النحاس ورابط واحد على الأقل حيث توجد الطبقة الثانية فوق الحاملon a second layer comprising the copper and at least one bond where the second layer is above the carrier
والطبقة الأولى فوق الطبقة الثانية وبحيث يكون محتوى الرابط في الطبقة الأولى أقل من الطبقةAnd the first layer is above the second layer, so that the link content in the first layer is less than the layer
الثانية» وعملية إنتاج قطب توزيع الغاز هذا وخلية التحليل الكهريائي electrolysis cell المشتملةthe second” and the production process of this gas distribution electrode and the included electrolysis cell
على قطب توزيع الغاز هذا.on this gas distribution pole.
يغطي احتراق الوقود الأحفوري fossil fuels حاليا حوالي 780 من الطلب العالمي على الطاقة. قد 0 نتج عن عمليات الاحتراق combustion processes هذه حوالي 7 34 مليون طن متري منFossil fuel combustion currently covers about 780% of global energy demand. These combustion processes resulted in approximately 7 34 million metric tons of gas
ثاني أكسيد الكربون Ladle (CO) carbon dioxide في الغلاف الجوي في عام 2011. وهذاLadle (CO) carbon dioxide in the atmosphere in 2011. This
الإطلاق هو أبسط طريقة للتخلص من الكميات الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون lana) طاقة الفحمFiring is the simplest way to get rid of large amounts of carbon dioxide (lana) coal power
.) البني الكبيرة تتجاوز 000 50 طن يوميا coal power plants.) The large brown coal power plants exceed 50,000 tons per day
أدت المناقشة بشأن الآثار السلبية للغازات الدفيئة لثاني أكسيد الكربون على المناخ إلى النظر في sale) 5 استخدام ثاني أكسيد الكريون. في المصطلحات الحرارية؛ يكون ثاني أكسيد الكربون في مستوىThe discussion about the negative greenhouse gas effects of carbon dioxide on climate led to consideration of the (sale) 5 use of carbon dioxide. in thermal terms; carbon dioxide level
منخفض das وبالتالي يمكن اختزاله مرة أخرى إلى منتجات ALE للاستخدام فقط مع agradas is low and can therefore be reduced back to ALE products for use only with agra
في الطبيعة؛ يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات carbohydrates بواسطة التمثيل الضوئيin nature; Carbon dioxide is converted into carbohydrates by photosynthesis
photosynthesis هذه العملية؛ والتي تنقسم إلى عدد من الخطوات المكونة خلال فترة من الزمنphotosynthesis This process; Which is divided into a number of component steps over a period of time
ومكانيا على المستوى الجزيئي؛ يمكن تطبيقهاعلى نطاق صناعي فقط مع صعوبة. الاختزال 0 الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون هو الطريق الأكثر كفاءة في الوقت الحاضر مقارنة بالتحفيزspatially at the molecular level; It can be applied on an industrial scale only with difficulty. Electrochemical 0 reduction of carbon dioxide is the most efficient route at present compared to catalysis
الضوئي النقي. كما هو الحال في التمثيل الضوئي؛ في هذه العملية؛ يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتج عالي الطاقة (مثل بل1:© ,بل1© CO, و كحول C1-C4 alcohols إلخ) مع توفير الطاقة الكهربائية التي يفضل الحصول عليها من مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح أو الشمس. تتوافق كمية الطاقة المطلوية في هذا الاختزال بشكل مثالي مع طاقة احتراق الوقود» وينبغي أن تأتي فقط 5 .من مصادر متجددة أو باستغلال الكهرياء التي لا يمكن قبولها من الشبكة في تلك اللحظة. مع ذلك؛ فإن الإفراط في إنتاج الطاقات المتجددة غير متوافر باستمرار» لكن في الوقت الحاضر فقط في فترات من العزل القوي و / أو الرياح. على الرغم من ذلك؛ سيزداد الوضع قوة في المستقبل Cul)pure photosynthesis. As in photosynthesis; in the process; The carbon dioxide is converted into a high-energy product (such as BL1:©, BL1© CO, C1-C4 alcohols, etc.) with the provision of electrical energy, preferably obtained from renewable energy sources such as wind or sun. 5. The amount of energy required in this reduction corresponds ideally to the combustion energy of the fuel; it should only come from renewable sources or by utilizing electricity that cannot be accepted from the grid at that moment. however; Overproduction of renewable energies is not always available, but for the time being only in periods of strong insulation and/or winds. Nevertheless; The situation will get stronger in the future (Cul).
مع زيادة إطلاق الطاقة المتجددة أو سوف يستقر بما أن المنشآات ستكون في مواقع مختلفة. لم يكن هناك حتى عام 1970 مستوى مرتفع من الدراسات المنهجية للاختزال الكهروكيميائي لثانيWith the release of renewable energy increasing or will stabilize since the facilities will be in different locations. It was not until the 1970's that there was a high level of systematic studies of the electrochemical reduction of a second
0 أكسيد الكربون. على الرغم من الجهود الكثيرة؛ إلا أنه حتى الآن لم يكن من الممكن تطوير نظام كهروكيميائي electrochemical system يمكن من خلاله اختزال ثاني أكسيد الكريون بشكل مستقر وطويل الأجل وبطريقة مواتية بقوة لمصادر الطاقة التنافسية ذات كثافة حالية مرتفعة Loy فيه LUSH وناتج مقبول. بسبب ندرة الموارد الخام الأحفورية وموارد الوقود؛ وعدم توفر مصادر الطاقة المتجددة المتقلبة؛ فإن البحوث المتعلقة باختزال ثاني أكسيد الكريون تحولت إلى محور الاهتمام بدرجة أكبر0 carbon dioxide. Despite many efforts; However, until now it has not been possible to develop an electrochemical system in which carbon dioxide can be reduced stably and long-term in a manner that is strongly favorable for competitive energy sources with high current density, Loy, LUSH, and acceptable yield. Because of the scarcity of fossil raw resources and fuel resources; unavailability of volatile renewables; Therefore, research on the reduction of carbon dioxide has become the focus of greater interest
من أي وقت مضى. تتعلق وثيقة براءة الاختراع الأمريكية 2006026323211 بعملية لتصنيع قطب توزيع غاز تتضمن تحضير خليط مسحوق يحتوي على الأقل على محفز catalyst ومادة ربط hinder تطبيق الخليط المسحوق لدعامة توصيل كهربي conducting support اللدعتهءعاء» وكبس خليط المسحوق مع دعامة التوصيل الكهربي.since when. US Patent Document 2006026323211 relates to a process for manufacturing a gas distribution electrode involving preparation of a powder mixture containing at least a catalyst and a hinder, application of the powder mixture to a conducting support to a vessel, and compaction of the powder mixture to the conductive support.
0 تتعلق وثيقة براءة الاختراع الأمريكية أ5873988 بقطب متعدد الطبقات multilayer electrode مع بناء قلب مسامي porous core structure منتج بالتلبيد ومتكون من مادة موصلة كهربياً electrically conducting material لخلية تحليل كهريائي celectrolysis cell خاصة مع إلكتروليت صلب solid celectrolyte فيه يحتوي بناء القلب المسامي على الأقل على طبقتين من الأجسام الكروية spherical bodies المصنوعة من معدن معبأة بكثافة معاً؛ تتكون الطبقات المذكورة بالتلبيد ويتم توصيلها clas0 US patent document A5873988 relates to a multilayer electrode with a porous core structure produced by sintering and consisting of an electrically conducting material for an electrolysis cell especially with a solid electrolyte electrolyte in which the porous core structure contains at least two layers of spherical bodies made of metal densely packed together; The aforementioned layers are formed by sintering and are joined by clasping
5 مع مواجهة الطبقة للإلكتروليت المكون للطبقة النشطة active layer وتكون مصنوعة كطبقة دقيقة fine layer من ١ لأجسام الكروية بنفس المقاس أو بنفس المقاس تقريباً وتكون الطبقة التي تغطي5 with the layer facing the electrolyte constituting the active layer and it is made as a fine layer of 1 for spherical bodies of the same size or almost the same size and the layer that covers
الطبقة النشطة على الخلف مصنوعة كطبقة خشنة coarse layer من الأجسام الكروية التي تكون أكبر منن الأجسام الكروية في الطبقة النشطة. تتعلق وثيقة براءة الاختراع الأمريكية 2013022847011 بعملية لتحويل غازات تعتمد على كربونThe active layer on the back is made as a coarse layer of spheres that are larger than the spheres in the active layer. US Patent Document 2013022847011 relates to a carbon-based gas conversion process
OS وأكاسيد non-polar organic gases مثلاً غازات عضوية غير قطبية carbon-based gases carbon oxides 5 إلى غازات عضوية ذات Juda أطول longer chained organic gases مثل الهيدروكريونات hydrocarbons السائلة» هيدروكريونات غازية ذات سلاسل أطول longer chained branched-chain liquid هيدروكريونات سائلة متفرعة السلسلة cgaseous hydrocarbons «branched-chain gaseous hydrocarbons هيدروكريونات غازية متفرعة السلسلة hydrocarbons بالإضافة إلى المركبات العضوية ذات السلسلة أو متفرعة السلسلة. بصفة عامة؛ تكون الطريقة 0 -لتعديل سلسلة الهيدروكربونات والمركبات العضوية؛ Loy في ذلك إطالة السلسلة؛ والتحويل النهائي إلى سوائل تتضمن؛ لكن دون حصرء هيدروكربونات» كحولات؛ ومركبات عضوية أخرى. الوصف العام للاختراع قد تم وصف الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون إلى الهيدروكريونات؛ خاصة إلى المواد الخام الكيميائية CoH 61000/0 -) في الأدب منذ عام 1990. وقد حدث ارتفاع كبير في الأنشطة البحثية على مدى السنوات القليلة الماضية لأن توافر الطاقة الكهريائية الزائدة من مصادر التوليد غير الأحفورية مثل الطاقة الشمسية أو الرياح يجعل تخزين / استخدام هذه الطاقة يبدو قابلا للتطبيق من الناحية الاقتصادية. يتم استخدام المعادن كعامل حفاز من أجل التحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون» بصفة عامة؛ Y. Hori, Electrochemical 002: ويظهر بعضها على سبيل المثال في الجدول 1؛ المأخوذ من reduction on metal electrodes, in: C. Vayenas, et al. (eds.), Modern Aspects of 0 .Electrochemistry, Springer, New York, 2008, pp. 89-189 يظهر الجدول 1 كفاءات فاراداي النموذجية (FE) Faraday efficiencies على مختلف الكاثودات المعدنية metal cathodes على سبيل المثال؛ يتم اختزال ثاني أكسيد الكريون عمليا وعلى day الحصر إلى CO على Ag, Au, Zn وإلى حد ما على Ga ,00 في حين تم ملاحظة العديد من 5 الهيدروكريونات كمنتجات اختزال على النحاس. فضلا عن المعادن التقية؛ والسبائك المعدنية؛ وكذلك خلائط من المعدن وأكسيد المعدن metal oxide النشط المحفز المشترك التي تكون bald موضعOS and non-polar organic gases, for example, carbon-based gases, carbon oxides 5 to longer chained organic gases, such as liquid hydrocarbons. longer chained branched-chain liquid cgaseous hydrocarbons “branched-chain gaseous hydrocarbons” gaseous branched-chain hydrocarbons as well as chain or branched-chain organic compounds. in general; Method 0 is for chain modification of hydrocarbons and organic compounds; Loy is the lengthening of the string; The final conversion to liquids includes; but not limited to hydrocarbons » alcohols; and other organic compounds. GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION The electrochemical reduction of carbon dioxide to hydrocrions is described; especially to chemical raw materials (CoH 61000/0 -) in the literature since 1990. There has been a significant rise in research activities over the past few years because the availability of excess electrical energy from non-fossil generation sources such as solar or wind makes storage The use of this energy seems feasible from an economic point of view. Metals are used as a catalyst for the electrolysis of carbon dioxide” in general; Y. Hori, Electrochemical 002: Some of them are shown for example in Table 1; From reduction on metal electrodes, in: C. Vayenas, et al. (eds.), Modern Aspects of Electrochemistry, Springer, New York, 2008, p. 189-89 Table 1 shows typical Faraday efficiencies (FE) on various metal cathodes for example; Carbon dioxide is practically and exclusively reduced today to CO on Ag, Au, Zn and to some extent on Ga 00, while many 5 hydrocrions have been observed as reduction products on Cu. as well as pure minerals; metal alloys; As well as mixtures of metal oxide and active metal oxide, the co-catalyst, which are bald in place
٠ 5 — اهتمام» حيث أنها يمكن أن تزبد من انتقائية هيدروكربون hydrocarbon معين. مع ذلك» فإن الفن السابق في هذا الصدد لم يتطور بعد. الجدول 1 : كفاءة فاراداي لثاني أكسيد الكريون على مختلف الأقطاب المعدنية metal electrodes0 5 — interest” as it can foam the selectivity of a particular hydrocarbon. However, the previous art in this regard has not yet developed. Table 1: Faraday efficiency of carbon dioxide on various metal electrodes
القطب CHa ايبللنى | H> | HCOO | CO | C3H70OH | CoHsOH الإجمالى Au |00 )00 ]00 ]00 078710 9800102 Ag ]00 )00 ]00 )00 ]08]815 94.6124 Zn ]00 )00 ]00 ]00 ]61]794 )99 ]954 ]29 ]00 ]00 00 28/283 2262 - Ga |00 )00 ]00 |00 00233 )10201790 F) ]00 ]00 )00 ]00 ]00 ]74 035 1024 He ]00 )00 ]00 ]00 ]00 ]995 )00 ]995 in] ]00 0000 00 ]21 ]949 33 003 Sn) ]00 ]00 ]00 ]00 ]71 ]#84 |46 [ 100.1 cd ]13 ]00 ]00 ]00 ]784139 ]94 ]1030 TI ]00 )00 ]00 )00 ]00 ]951 )62 ]1013 8 ]00 ]01 ]00 ]00 ]00 ]14 889 04 - Fe ]00 )00 ]00 )00 ]00 ]00 )9481948 Py ]00 )00 ]00 )00 ]00 ]01 )9581957 Ti ]00 ]00 ]00 ]00 ]00 ]00 ]9971997 تظهر معادلات التفاعل didi على سبيل JE تفاعلات الاختزال عند الأنود وعند الكاثتود فوق الكاثود النحاسي. تشكيل الإثيلين ethylene القيم يكون ذو أهمية خاصة هنا. يكون الاختزال على المعادن الأخرى مماثل لهذا. 0 الكاثود: 41:0 + © > 12H" + 12+و00 2 الأنود: ”12 + *1211 +02 3 ج 611:0 المعادلة الكلية؛ Op 3 + بكتان — 211:0 + و0 2The CHa electrode is wet H> | HCOO | CO | C3H70OH | Total CoHsOH Au |00 )00 ]00 ]00 078710 9800102 Ag ]00 )00 ]00 )00 ]08]815 94.6124 Zn ]00 )00 ]00 ]00 ]61 794 (99 ] 954 [29 ]00 ]00 00 28/283 2262 - Ga |00 )00 ]00 |00 00233 (10201790 F) ]00 ]00 (00 ]00 ]00 ]74 035 1024 He ]00 00) 00 ]00 ]00 ]995 00 ]995 in] 00 0000 00 [21 ]949 33 003 Sn) 00 00 00 00 71 #84 |46 100.1 cd 13 [00] 00 [00] 784139 [94] 1030 TI [00] 00 [00] 00 [00] 951) 62] 1013 8 [00] 01 [00] 00 [00] 14 889 04 - Fe [00 )00 ]00 )00 ]00 ]00 )9481948 Py [00 ]00 ]00 )00 ]00 01 ) 9581957 Ti [00 ]00 ]00 ]00 ]00 ]00 [9971997] Didi's reaction equations for example JE show the reduction reactions at the anode and at the cathode over the copper cathode. Formation of ethylene values is of particular interest here. Reduction on other metals is similar to this. 0 Cathode: 41:0 + © > 12H" + 12 + 00 2 Anode: 12 “ + 1211 * * 02 3 C 611:0 Total equation; Op 3 + pectin — 211:0 + 2 0
تظهر المعادلات القطبية الفردية أن العمليات المعقدة جدا التي لم يتم توضيحها بالتفصيل حتى الآن يتم إجراءها هنا مع المواد الوسيطة؛ على سبيل المثال» 0© أو فورمات formate لكل من هذه المواد الوسيطة؛ يجب أن يكون الموضع المفضل بشكل خاص عند و/ أو على كاثودات النحاس copper cathodes ضروريا. هذا يعني أن النشاط المحفز يتغير وفقا للتوجه البلوري لسطح النحاس؛ كما هو موضح في؛ على سبيل المثال» Y Y. Hori, I. Takahashi, 0. Koga, N. Hoshi, “Electrochemical reduction of carbon dioxide at various series of copper single crystal electrodes”; Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 199 (2003) 39-47; or M. Gattrell, N. Gupta, A. Co, “A review of the aqueous electrochemical reduction of 0020 -hydrocarbons at copper”; Journal of Electroanalytical Chemistry 594 (2006) 1-19 من أجل القدرة على توفير كل هذه الأسطح البلورية لفعالية عالية لتشكيل الإيثيلين عند كثافة حالية مرتفعة؛ يجب أن لا يتكون القطب من ورقة ناعمة؛ ولكن ينبغي أن يكون ذات بنية شديد الصغر إلى نانونية. تحد إمكانية الوصول إلى مواقع التنشيط المحفزة هذه من تشكيل الإيثيلين إلى كفاءة فاراداي Faraday (FE) efficiency بنسبة 720 تقريباء أو تقيد الكثافة الحالية القابلة للتحقيق إلى + / 10 مللي أمبيرThe single polar equations show that very complex processes that have not yet been explained in detail are performed here with feedstocks; For example » 0© or format for each of these intermediates; A particularly preferred position at and/or on the copper cathodes should be necessary. This means that the catalytic activity changes according to the crystal orientation of the copper surface; As described in; For example” Y Y. Hori, I. Takahashi, 0. Koga, N. Hoshi, “Electrochemical reduction of carbon dioxide at various series of copper single crystal electrodes”; Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 199 (2003) 39-47; or M. Gattrell, N. Gupta, A. Co, “A review of the aqueous electrochemical reduction of 0020 -hydrocarbons at copper”; Journal of Electroanalytical Chemistry 594 (2006) 1-19 For the ability of all these crystal surfaces to provide high ethylene formation efficiency at high current densities; The electrode must not consist of soft paper; But it should be micro to nanostructured. The accessibility of these catalytic activation sites limits ethylene formation to a Faraday efficiency (FE) efficiency of approximately 720 or restricts the achievable current density to +/10 mA
K. .ط Kuhl, E. R. Cave, D. N. Abram, and 1. F. Jaramillo, Energy كما هو موضح في Zan [15 .and Environmental Science 5, 7050-7059 (2012)K. I. Kuhl, E. R. Cave, D. N. Abram, and 1. F. Jaramillo, Energy as cited in Zan [15.and Environmental Science 5, 7050-7059 (2012)
H. Yano, T. Tanaka, M. Nakayama, K. Ogura, “Selective electrochemical «21d علاوة على reduction of COxz to ethylene at a three-phase interface on copper(I) halide-confined Cu- mesh electrodes in acidic solutions of potassium halides"; Journal of Electroanalytical «Chemistry 565 (2004) 287293 20 حققت كثافات حالية في منطقة من 100 AL أمبير / سم 2؛ ولكن الإيثيلين هنا تم إثراءه إلى كفاءة فاراداي حوالي 780 في طريقة تداول المواد الغازية ؛ وبالتالي فإن كفاءة فاراداي "الذاتية" للقطب لا يمكن تحديدها. باختصار» فإن الكثافة الحالية للطرق المعروفة من الفن السابق تكون أقل HES من القيم ذات الصلة من أجل الاستخدام الاقتصادي. 5 الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون إلى الإيثيلين؛ كان من الممكن وذلك بمساعدة المحفزات النحاسية copper catalysts المودعة في الموقع لتحقيق كثافة حالية من 170 مللي أمبير / سم 2 مع كفاءة فاراداي أكثر من 755 على مدى وقت التحليل الكهريائي 60 دقيقة؛ كما هو مبين في الدراسات داخل الهيئة. مع ذلك؛ في حالة الأقطاب المنتجة بهذه الطريقة؛ فإن انتقائية القطب يمكنH. Yano, T. Tanaka, M. Nakayama, K. Ogura, “Selective electrochemical «21d plus reduction of COxz to ethylene at a three-phase interface on copper(I) halide-confined Cu-mesh electrodes in acidic solutions of potassium halides"; Journal of Electroanalytical «Chemistry 565 (2004) 287293 20 achieved current densities in the region of 100 AL ampere/cm²; Thus the 'intrinsic' Faraday efficiency of the electrode cannot be determined. In short, the current density of methods known from prior art is less HES than the relevant values for economical use. 5 Electrochemical reduction of carbon dioxide to ethylene; it was possible that with the help of copper catalysts deposited on site to achieve a current density of 170 mA/cm2 with a Faraday efficiency of over 755 over an electrolysis time of 60 minutes, as shown in in-house studies. method; the selective electrode can
أن تنخفض بمرور الوقت؛ والتي يمكن أن تؤدي إلى زيادة في إنتاج الهيدروجين hydrogen يمكن أن يرتبط التغيير في الانتقائية مع الوقت بالتخليق الهيكلي للمادة؛ والذي كان ملحوظا clad على سبيل (JBI من صور المجهر. تم تحديد الهياكل النحاسية النانونية-الشجيرية dendritic copper المحتوية على كل من "ن© و أن© في شكل C0 كمحفز انتقائي.to decrease over time; which can lead to an increase in hydrogen production The change in selectivity over time can be related to the structural synthesis of the material; Which was noticeable clad (JBI) from microscope images. Dendritic copper nanostructures containing both “n©” and “n©” in the form of C0 as a selective catalyst were identified.
5 يمكن تحقيق الكثافات الحالية ذات الصلة الصناعية باستخدام أقطاب توزيع الغاز gas diffusion ((GDEs ( electrodes وهو معروف من الفن السابق الموجود؛ على سبيل (JE التحليل الكهربي الكلورا ألكالي chloralkali electrolyses الذي يتم تشغيله على نطاق صناعي. يبدو أن استخدام أقطاب توزيع الغاز المعتمدة على النحاس في خلايا التحليل الكهريائي electrolysis cells تكون مفيدة في التحويل الموفر للطاقة للمادة من ثاني أكسيد الكربون إلى الهيدروكريونات ‘hydrocarbons5 Industrially relevant current densities can be achieved using gas diffusion electrodes (GDEs ( electrodes) which is known from prior extant art; eg JE chloralkali electrolyses operated on an industrial scale The use of copper-based gas distribution electrodes in electrolysis cells appears to be useful in the energy-efficient conversion of matter from carbon dioxide to hydrocarbons.
0 الانتقائية (كفاءة فاراداي في 7( وتحويل المادة (الكثافة الحالية في مللي أمبير / سم 2( هم أحد سمات القطب المحدد موضع الاهتمام. تم استخدام أقطاب توزيع الغاز المعتمدة على الفضة Silver / أكسيد الفضة silver oxide /_بولي تترافلورو إثيلين (PTFE) polytetrafluoroethylene على نطاق صناعي في الآونة الأخيرة لإنتاج محلول هيدروكسيد الصوديوم sodium hydroxide solution في عمليات التحليل الكهربائي الكلورا ألكالي القائمة (أقطاب الأكسجين- المزال استقطابها (oxygen-depolarized electrodes كان من الممكن زيادة كفاءة عملية التحليل الكهريائي الكلورا ألكالي بنسبة 740-30 بالمقارنة مع الأقطاب التقليدية. منهجية تضمين المحفز مع بولي تترافلورو إثيلين معروفة من العديد من المنشورات والأنماط. تنقسم طرق التضمين المعروفة إلى ثلاثة مسارات عملية مختلفة: 0 1. الطرق الرطبة باستخدام مستحلب دقيق من بولي تترافلورو إثيلين المستقر بعامل التوتر المطحي .microemulsion 2. الطرق الرطبة باستخدام مستحلب 38( من Nafion® المستقر بعامل التوتر السطحي. 3. الطرق الجافة عن طريق تقويم المحفز المختلط من قبل / خليط بولي تترافلورو إثيلين . في هذا السياق؛ الطريقة الرطبة المذكورة 1 يمكن أن يكون لها العيوب المذكورة فيما ns وبصرف 5 النظر عن حقيقة أن أمثلة أقطاب توزيع الغاز المعروفة من الأدب تحتوي على المحفز فقط كمادة0 selectivity (Faraday efficiency in 7) and material conversion (current density in mA/cm2) are a characteristic of the specific electrode of interest. Gas distribution electrodes based on Silver/silver oxide/_PTFE were used (PTFE) polytetrafluoroethylene was recently used on an industrial scale to produce a sodium hydroxide solution in existing chlora-alkali electrolysis processes (oxygen-depolarized electrodes). It was possible to increase the efficiency of the chlora electrolysis process. Alkali at a ratio of 30-740 compared to conventional electrodes The methodology for embedding the catalyst with PTFE is known from many publications and patterns The known embedding methods are divided into three different process paths: 0 1. Wet methods using a micro-emulsion of PTE stabilized with a masticating agent .microemulsion 2. Wet methods using an emulsion (38) of Nafion® surfactant stabilized. 3. Dry methods by rectification of the pre-mixed catalyst / PTFE mixture Yen. in this context; The aforementioned wet method 1 can have the aforementioned disadvantages of ns 5 apart from the fact that examples of gas distribution electrodes known from the literature contain only the catalyst as a material
مضافة وتتكون أساسا من الفحم الموصل المرتبط (تحميل تحويلات المحفز العالي يجب أن يكون مرتفعا) : المعلقات أو المعاجين التي يتم تطبيقها عادة بالرش أو طلاء الأشرطة sale ما يكون لها فترة تجفيف طويلة؛ مما يعني أن الإنتاج المستمر مع مناطق القطب الكهربائي الكبيرة نسبيا (ذات صلة صناعية) ليس ممكنا من الناحية الاقتصادية. الإفراط في التجفيف السريع يؤدي إلى تكسير؛ يسمى "تكسير العجينة ("mud cracking داخل الطبقات التي يتم تطبيقهاء مما يجعل القطب غير قابل للاستخدام. يتم تحديد مسامية الطبقة التي يتم تطبيقها (المولدة) في الطريقة الرطبة الكيميائية تقريبا حصريا عن طريق تبخير المذيب. هذه العملية تكون معتمدة على المذيبات أو نقطة الغليان بشكل Je ويمكن أن تؤدي إلى ارتفاع معدل رفض الأقطاب المنتجة؛ حيث أنه لا يمكن ضمان التبخر بطريقة متجانسة 0 في كل المنطقة. هناك عيب محوري آخر وهو استخدام المواد الفعالة السطحية (عوامل التوتر السطحي) أو المكثفات ؛ المواد البلاستيكية ؛ التي تستخدم لتثبيت معلقات الجسيمات لأنه لا يمكن إزالتها بدون بقايا بواسطة مراحل التجفيف المقابلة أو عملية التشابك الحرارية. عملية التضمين 2 حيث يتم استخدام Nafion® (حمض البيرفلو روسفولفونيك perfluorosulfonic (PESA) acid كرابط بدلا من بولي تترافلورو إثيلين. بالمثل لها عيوب متطابقة؛ حيث يتم استخدام 5 طريقة كيميائية رطبة باستخدام عامل توتر سطحي مناسب هنا أيضا. Nafion® نفسها هي أيونومر محب للماء hydrophilic ionomer له مجموعات و18-1150 ذات حمضية عالية والتي يمكن أن تؤدي إلى التأكل الحمضي غير المرغوب فيه أو التحلل الجزئي للمعدن في حالة بعض المحفزات. كما أن الطبقات المرتبطة ب Nafion® لها مسامية أقل بكثير من الطبقات المرتبطة ببولي تترافلورو إثيلين. يمكن أيضا أن تكون الخصائص المحبة الماء البحتة لل Nafion® غير مرغوب بهاء لأن (Nafion® 0 نظرا لخصائصه المحبة للماء» غير مناسب لتشكيل قنوات كرة الماء المفيدة لنقل الغاز داخل قطب توزيع الغاز. لذلك» يجب أن تتكون الأقطاب الكهريائية القابلة للاستعمال التي تحتوي على Nafion® من طبقات متعددة لكي تكون قادرة على تنفيذ الخصائص الأساسية لقطب توزيع الغاز. ومع ذلك؛ فإن عمليات الطلاء متعدد الطبقات ليست جذابة جدا لأسباب اقتصادية. عمليات الطلاء المستندة إلى Nafion® يمكن أن تؤدي إلى تكوين غير مرغوب فيه من الهيدروجين. 5 تتستند طريقة التجفيف 3 على عملية الصقل الإسطوانية ؛ على سبيل المثال على مسحوق بولي تترافلورو إثيلين/ محفز . يمكن أن تعزى التقنية المطابقة إلى براءة الاختراع الأوربية رقم 210297377Additives consisting mainly of conductive coal bound (the loading of high catalyst shunts must be high): Suspensions or pastes that are usually applied by spraying or tape coatings usually have a long drying period; Which means that continuous production with relatively large electrode areas (industrial related) is not economically feasible. excessive drying quickly leads to cracking; is termed "mud cracking" within the applied layers rendering the electrode unusable. The porosity of the applied (generated) layer is determined almost exclusively by evaporation of the solvent. This process is solvent-dependent or The boiling point is in the form of Je and can lead to a high rate of rejection of the electrodes produced, as it is not possible to guarantee evaporation in a homogeneous manner 0 in the whole area.Another pivotal disadvantage is the use of surfactants (surfactants) or thickeners; plastic materials; which Used to stabilize particle suspensions because they cannot be removed without residue by the corresponding drying stages or thermal crosslinking process Embedding Process 2 where Nafion® (perfluorosulfonic acid (PESA) acid) is used as a binder instead of polytetrafluoroethylene. It has identical drawbacks as a 5 wet chemical method with an appropriate surfactant is used here as well.Nafion® itself is a hydrophilic ionomer having groups and 1150-18 that are highly acidic which can lead to acidic corrosion Unwanted or partial decomposition of the metal in the case of some catalysts. Nafion® bonded films also have a much lower porosity than PTFE bonded films. The purely hydrophilic properties of Nafion® can also be undesirable because Nafion® 0 (due to its hydrophilic properties) is not suitable for the formation of useful hydrophobic channels for gas transport within the gas distribution electrode. Therefore, interchangeable electrodes must be formed Nafion®-based coating processes may require multiple coatings to be able to implement the essential properties of a gas distribution electrode.However, multi-layer coating processes are not very attractive for economic reasons.Nafion®-based coating processes can lead to uneven formation 5 Drying method 3 is based on a cylindrical grinding process, eg on PTFE powder/catalyst The corresponding technology can be attributed to EP No. 210297377
التي وفقا لها تم إنتاج الأقطاب الكهريائية إعتمادا على :00020 للبطاريات. براءة الاختراع الألمانية رقم 13710168 هي أول مرجع لتوظيف عملية التجفيف فيما يتعلق بإعداد الأقطاب المحفزة بالكهرياء electrocatalyst electrodes استخدمت هذه التقنية إضافيا في براءات الاختراع المتعلقة بإنتاج الفضة (I) أو أكسيد الفضة oxide (II) (5117©)11 وأقطاب توزيع الغاز (أقطاب الأكسجين المزال عنها الاستقطاب (oxygen-depolarized electrodes . براءات الاختراع براءة الاختراع الأوربية رقم 212444526 و براءة الاختراع الألمانية رقم 023612 2005 1110 ذكروا مخاليط لها محتوى للرابط من 77-0.5. كان الناقل المستخدم هو Ag أو النيكل nickel المتشابك الذي يكون قطر السلك له من 0.3-0.1 مم وحجم الشبكة هو 1.2-0.2 مم. يتم تطبيق المسحوق مباشرة إلى الشبكة قبل أن يتم توريده إلى الصقل الإسطواني. وصفت براءة الاختراع الألمانية رقم 10148599 أ1 أو 0 براءة الاختراع الأوربية رقم 0115845 ب1 عملية مماثلة يتم فيها إخراج خليط المسحوق أولا لإعطاء الورقة أو الفيلم الذي يتم ضغطه على شبكة في خطوة أخرى. نظرا لانخفاض الاستقرار الميكانيكي» فإن الطريقة الأخيرة تكون أقل ملاءمة من عملية shall الواحدة المذكورة أعلاه. تصف براءة الاختراع الأوربية رقم 2410079 أ2 عملية مرحلة واحدة لإنتاج قطب الأكسجين المزال عنه الاستقاطب oxygen-depolarized electrode المعتمد على الفضة مع 5 إضافة مكملات أكسيد المعادن Jie metal oxide supplements رطقت مقي ,710 TiO2 ممع Y203, 11020, MnsOs, WO3, ,11102 والإسبنيلات Jie spinels +20( لطام مهءلذم والإسبنيلات المعكوسة ((Co,Ni,Zn)(Ti,ADOs Jie البيروفسكيتات LaNiOs, ie perovskites ب0د201. كما وجد أن مكملات نيتريد السيليكون esilicon nitride نيتريد البورون «boron nitride TIN, AIN, SiC, TiC, CrC, WC, Cr3Ca, 1107 مناسبة؛ وأكاسيد من نوع 170 ,7102 وجد أنها مناسبة بشكل خاص. تم الإعلان بشكل صريح أن المواد صراحة هي حشو ليس له تأثير محفز. الهدف هنا بشكل صريح هو الحد من السمة الكارهة للماء من القطب. تكشف براءة الاختراع الألمانية رقم 10335184 أ1 عن المواد المحفزة التي يمكن استخدامها كبديل للأقطاب الأكسجين-المزال عنها الاستقطاب: المعادن الثمينة؛ على سبيل المثال Pt, Rh, Ir, Re, Pd سباتك معدنية ثمينة؛ على سبيل المثال. :04؛ مركبات المعادن ddl على سبيل المثال 5 كبربتيدات المعادن (dial metal sulfides والأكاسيد» ومراحل تشيفريل «Chevrel phases على سبيل المثال و11048025 or :1108256 حيث قد تحتوي أيضا على Re, Pd بطع ,اط الخ.According to which electrodes were produced based on :00020 for batteries. German Patent No. 13,710,168 is the first reference to employ the drying process in connection with the preparation of electrocatalyst electrodes This technique was further used in patents related to the production of silver (I) or silver (II) oxide (©5117)11 Gas distribution electrodes (oxygen-dpolarized electrodes). European patent No. 212444526 and German patent No. 023612 2005 1110 mentioned mixtures with a linker content of 0.5-77. The carrier used was Ag or Crosslinked nickel the wire diameter is 0.3-0.1 mm and the mesh size is 0.2-1.2 mm The powder is applied directly to the mesh before being fed to the roller burnish Described German Patent No. 10148599 A1 or 0 European Patent No. 0115845 B1 A similar process in which the powder mixture is first extruded to give paper or film which is then pressed onto a mesh in a further step. Due to the lower mechanical stability, the latter method is less suitable than the single shall process mentioned above. Describes European Patent No. 2410079A2 A single-stage process for the production of an oxygen-dpolarized electrode based on silver with the addition of 5 Jie metal oxide supplements. MnsOs, WO3, ,11102, Jie spinels +20) adapted bridle and reversed spinels ((Co,Ni,Zn)(Ti,ADOs Jie) LaNiOs, ie perovskites B0201. It was also found that the supplementation of silicon nitride with boron nitride TIN, AIN, SiC, TiC, CrC, WC, Cr3Ca, 1107 is suitable; Oxides of type 7102 and 170 were found to be particularly suitable. The material is expressly declared to be a filler with no stimulating effect. The goal here is explicitly to reduce the hydrophobic characteristic of the electrode. German Patent No. 10335184A1 discloses catalysts that can be used as substitutes for depolarized oxygen-electrodes: precious metals; For example Pt, Rh, Ir, Re, Pd are precious metal alloys; For example. :04; ddl metal compounds, for example, 5 metal sulfides (dial metal sulfides and oxides) and Chevrel phases, for example, and 11048025 or: 1108256, as it may also contain Re, Pd, etc.
تم ذكر أقطاب توزيع الغاز المستندة إلى النحاس المعروفة بتوليد الهيدروكريونات على أساس ثاني أكسيد الكريون» على سبيل المثال» في ورقات ,2 R.Copper-based gas distribution electrodes known to generate hydrocriones based on carbon dioxide “for example” are mentioned in papers R.2,2.
Cook [J.Cook [J.
Electrochem.electrochem.
Soc., vol. 137, no. ]2.1990 1990]. قد ذكر هذا طريقة كيميائية رطبة مستندة إلى خليط بولي تترافلورو إثيلين 30 بي 305 (تعليق) Vulkan XC 72 [Cu(OAc): تصف الطريقة كيف يتم تطبيق طبقة نقل الغاز الكارهة للماء باستخدام ثلاث دورات طلاء» وطبقة محفزة تحتوي على ثلاث طبقات إضافية. تتبع كل خطوة بمرحلة التجفيف )325 درجة مئوية) مع عملية الضغط الثابت اللاحق (5000-1000 رطل). بالنسبة للقطب الذي تم الحصول عليه؛ يتم تسجيل كفاءة فاراداي > 760 والكثافة الحالية من> 400 A أمبير / Pan ومع ذلك؛ تجارب الاستنساخ التي تم الاستشهاد بها فيما بعد كأمثلة مقارنة تثبت أن طريقة الضغط الثابت الموصوفة لا تؤدي إلى أقطاب مستقرة. كما وجد أن Vulkan 0 2072 المضاف له تأثير سلبي؛ وبالتالي لم يكن من الممكن Lad الحصول على أي الهيدروكريونات. يكشف براءة الاختراع الألمانية رقم 441 30 101 أ1 عن نظام المسام ثنائي المسامية biporous pore system في قطب توزيع «Sl ولكن بدون هيكل من طبقتين. لهيكل الطبقة الواحدة Jie هذاء فقد تم ملاحظة فيض من القطب في الاختبارات الأولية في الهيئة. (Sarg أيضا العثور على هيكل 5 الطبقة الواحدة؛ على سبيل المثال» في براءة الاختراع الألمانية رقم 571 031 2010 10 1. وفقا لبراءة الاختراع الألمانية رقم 441 30 11101( يتم تدوير هيكل الدعم المعدني في فيلم محفز منتج في تلك الوثيقة. يكشف براءة الاختراع الأمريكية رقم 0280625/2013 | عن هيكل من طبقتين من قطب توزيع الغازء ولكن لا يكشف عن أي مسام كارهة للماء؛ وتم اللإفصاح فقط عن المسام في طبقة التوزيع 0 كطبقة كارهة للماء. تستخدم المادة القريانية بطريقة إلزامية فيهاء وتكون مطلوية لتشكيل المسام. ومع ذلك» أظهرت الاختبارات الأولية الداخلية أن هذا ليس مناسبا للهدف. بالتالي هناك حاجة إلى كاثود للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون؛ حيث يمكن تحويل ثاني أكسيد الكريون بشكل Jad إلى هيدروكربونات. بالإضافة إلى ذلك؛ هدف الاختراع هو توفير مفهوم للمحفز الذي لا يعتمد على ترسب النحاس في الموقع ولكن يوفر قطب توزيع الغاز النحاسي الذي يمكن 5 معالجته لإعطاء القطب. وعلاوة على ذلك؛ هدف الاختراع الحالي هو تطوير chine كهربائيةSoc., vol. 137, no. [2.1990 1990]. This stated a wet chemical method based on a mixture of PTFE 30B305 (suspension) Vulkan XC 72 [Cu(OAc): The method describes how to apply a hydrophobic gas transfer layer using three coating cycles” and a catalyst containing three layers extra. Each step follows a drying phase (325°C) with a subsequent static pressure process (5000-1000 psi). for the electrode obtained; Faraday efficiency > 760 and current density > 400 Ampere / Pan are recorded however; Cloning experiments cited hereafter as comparative examples demonstrate that the described static pressure method does not lead to stable electrodes. The added Vulkan 0 2072 was also found to have a negative effect; Thus it was not possible for Lad to obtain any hydrocriones. German Patent No. 441 30 101 a1 discloses a biporous pore system in a “Sl” distribution electrode but without a two-layer structure. For this Jie single layer structure, electrode flux has been observed in preliminary tests at the commission. 5 single-layer structure (Sarg also found; for example” in German Patent No. 571 031 2010 10 1. According to German Patent No. 441 30 11101) a metal support structure is rolled in a catalyst film produced herein. Disclosure US Patent No. 2013/0280625 | Describes a two-layer structure of a gas distribution electrode but does not reveal any hydrophobic pores; only the pores in the distribution layer 0 are disclosed as hydrophobic layer. A resinous material is used in a binding manner in it and is coated to form the pores. That »Initial preliminary internal tests showed that this is not suitable for the purpose.Therefore a cathode for the electrolysis of carbon dioxide is needed, since the carbon dioxide can be converted in serious form to hydrocarbons.In addition, the object of the invention is to provide a concept for a catalyst that does not depend on 5 Deposition of copper in situ but provides a copper gas distribution electrode which can be processed to give the electrode.Furthermore, the object of the present invention is to develop an electric chain
electrocatalysts 48 مستقرة على المدى الطويل وتضمينها في أقطاب توزيع الغاز التي يمكن توصيلها بالاتصالات الكهريائية. وجد المخترعون أن أقطاب توزيع الغاز النتشط بشكل خاص وإنتقائية CoH يجب أن تلبي العديد من المعلمات المطلوبة لتشكيل الإيثيلين. وفيما يلي مناقشة للخصائص الخاصة باختراع القطب الكهربي من الاختراع. وعلاوة على ذلك؛ وجد المخترعون أن هناك dala إلى مطالب محددة على المحفز من أجل أن يشكل القطب للإثيلين. هذه المعايير ليست واضحة من الفن السابق وتشكل الأساس لتطوير الأقطاب الكهربائية انتقائية الهيدروكريون hydrocarbon-selective electrodes من هذا النوع. وجد أن العوامل والمتطلبات المحددة الهامة لقطب توزيع الغاز انتقائي الهيدروكربوني هي كالتالي: ٠ قابلية الترطيب الجيد لسطح القطب من أجل أن يكون الإلكتروليت المائي aqueous electrolyte 0 أو أيونات *11 في اتصال محفز. ( يكون *11 مطلوب للإيثيلين أو الكحول Jie الإيثانول ethanol أو البرويانول propanol أو الجلايكول (glycol ٠ التوصيل الكهربائي العالي للقطب أو للمحفز والتوزيع المحتمل المتجانس عبر منطقة القطب بأكمله (الانتقائية المعتمدة على المنتج). ٠ الاستقرار الكيميائي والميكانيكي العالي في عملية التحليل الكهريائي (قمع التصدع والتأكل). ٠ 5 المسامية المعرفة بنسبة مناسبة بين القنوات أو المسامات المحبة للماء أو الكارهة للماء (ضمان توافر ثاني أكسيد الكربون في وقت واحد مع وجود أيونات (HF يمكن تحقيق هذا أو إنجازه وفقا للاختراع. في أول cls يتعلق الاختراع الحالي بقطب توزيع الغاز يشتمل بشكل مفضل على حامل محتوي على النحاس ويفضل أن يكون في شكل هيكل شبيه بالرقائق وطبقة أولى تشتمل على النحاس على 0 الأقل وعلى رابط واحد على الأقل حيث تشتمل الطبقة الأولى على مسام و/ أو قنوات محبة للماء و / أو كارهة للماء ؛ وتشتمل إضافيا على طبقة ثانية تشتمل على النحاس ورابط واحد على الأقل؛ حيث توجد الطبقة الثانية فوق الحامل والطبقة الأولى فوق الطبقة الثانية حيث يكون محتوى الرابط في الطبقة الأولى أقل من الطبقة الثانية. في جانب آخرء يتعلق الاختراع الحالي بعملية لإنتاج قطب توزيع الغازء تشتمل على 5 - إنتاج خليط أول يشتمل على الأقل على النحاس واختياريا رابط واحد على الأقل ؛ - إنتاج خليط ثان يشتمل على النحاس على الأقل ورابط واحد على الأقل ؛electrocatalysts 48 are long-term stable and embedded in gas distribution electrodes that can be connected to electrical contacts. The inventors found that the electrodes for distributing a particularly reactive and selective CoH gas must meet several parameters required for ethylene formation. The following is a discussion of the electrode-specific characteristics of the invention. Furthermore; The inventors found that there were ,dala to specific demands on the catalyst in order for it to form the electrode for ethylene. These criteria are not clear from prior art and form the basis for the development of hydrocarbon-selective electrodes of this type. It was found that the important specific factors and requirements for a gas-selective hydrocarbon distribution electrode are as follows: 0 Good wettability of the electrode surface in order for the aqueous electrolyte to be 0 or *11 ions in catalytic contact. *11 is required for ethylene, alcohol, Jie ethanol, propanol, or glycol 0 High electrical conductivity of the electrode or catalyst and homogeneous potential distribution across the entire electrode area (product-dependent selectivity). 0 High chemical and mechanical stability in the electrolytic process (suppression of cracking and corrosion) 0 5 Porosity defined by an appropriate ratio between hydrophilic or hydrophobic channels or pores (ensuring simultaneous availability of CO2 with presence of HF ions) This may or may be accomplished according to the invention.In the first cls the present invention relates to a gas distribution electrode comprising preferably a copper-containing carrier preferably in the form of a foil-like structure and a first layer comprising at least 0 of copper and at least one bond where The first layer includes hydrophilic and/or hydrophobic pores and/or channels; further includes a second layer comprising copper and at least one binder; where the second layer is over the carrier and the first layer is over the second layer where the binder content in the first layer is less than second class . In another aspect the present invention relates to a process for producing a gas distribution electrode comprising 5- production of a first mixture comprising at least copper and optionally at least one binder; - production of a second mixture that includes at least copper and at least one linker;
- تطبيق الخليط الثاني الذي يحتوي على النحاس على الأقل وعلى رابط واحد على الأقل على الحامل المشتمل على النحاس بشكل مفضل»؛ ويفضل أن يكون في شكل هيكل شبيه بالرقائق؛ - تطبيق الخليط الأول الذي يحتوي على النحاس على الأقل واختياريا رابط واحد على الأقل إلى الخليط الثاني؛ - اختياريا تطبيق المزيد من الخليط إلى الخليط الأول و - التدوير الجاف للمزيج الأول والثاني ومخاليط إضافية اختيارية على الحامل لتكوين طبقة ثانية وطبقة أولى واختياريا طبقات أخرى؛ بحيث تكون نسبة الرابط في الخليط الثاني هي 730-3 «Calls ويفضل 730-10 بالوزن» ويفضل أكثر 720-10 بالوزن؛ إعتمادا على الخليط الثاني؛ بحيث تكون نسبة الرابط في الخليط الأول هي 0 2110-0 بالوزن؛ ويفضل أن يكون 710-0.1 بالوزن؛ ويفضل أكثر 710-1 بالوزن» بل يفضل أكثر من 1 إلى 77 بالوزن؛ وبفضل أكثر من ذلك بنسبة 77-3 بالوزن؛ إعتمادا على الخليط الأول ؛» بحيث يكون محتوى الرابط في الخليط الأول أصغر مما هو عليه في الخليط الثاني؛ أو تشتمل على - إنتاج خليط الأول المشتمل على الأقل على النحاس وعلى الأقل رابط واحد؛ 5 - تطبيق الخليط الأول المشتمل على التحاس على الأقل وعلى الأقل رابط واحد على الحامل المحتوي على النحاس بشكل مفضل؛ ويفضل أن يكون في شكل هيكل شبيه بالصفائح؛ - اللف الجاف للخليط الأول على الناقل لتشكيل الطبقة الأولى؛ بحيث تكون نسبة الرابط في الخليط 730-3 بالوزن؛ diag 720-3 بالوزن؛ ويفضل كذلك 3- 0 بالوزن» اعتمادا إلى الخليط الأول. 0 كما يتعلق الاختراع الحالي؛ في جانب آخرء بخلية التحليل الكهريائي التي تشتمل على قطب توزيع الغاز للاختراع. يمكن أخذ جوانب أخرى من الاختراع الحالي من عناصر الحماية التابعة والوصف التفصيلي. شرح مختصر للرسومات تهدف الرسومات الملحقة إلى توضيح تجسيدات الاختراع الحالي وإضفاء مزيد من الفهم عليها. 5 بالاقتران مع الوصف, فإنها تعمل على توضيح مفاهيم ومبادئ الاختراع. التجسيدات أخرى والعديد من المزايا المذكورة يتم إضاحها فيما يتعلق بالرسومات.- apply the second mixture containing at least copper and at least one binder to the copper-containing carrier preferably”; preferably in the form of a wafer-like structure; - application of the first mixture containing at least copper and optionally at least one bond to the second mixture; - optionally applying more mixture to the first mixture and - circulating dry the first and second mixtures and optional additional mixtures on the stand to form a second layer, first layer and optionally further layers; So that the ratio of the binder in the second mixture is 730-3 “Calls, preferably 730-10 by weight,” and more preferably 720-10 by weight; depending on the second mixture; such that the binder ratio in the first mixture is 0 2110-0 by weight; preferably 710-0.1 wt; 1-710 by weight is more preferred; rather, 1 to 77 by weight is preferred; Thanks even more by 77-3 by weight; Depending on the first mixture;» such that the content of the binder in the first mixture is smaller than in the second mixture; or comprising - the production of the first mixture comprising at least copper and at least one binder; 5 - Apply the first mixture comprising at least an alkaline and at least one binder preferably to the copper-containing carrier; preferably in the form of a plate-like structure; - dry rolling of the first mixture on the conveyor to form the first layer; so that the ratio of the binder in the mixture is 730-3 by weight; diag 720-3 wt.; It is also preferred 3-0 by weight” depending on the first mixture. 0 as the present invention relates; in another aspect of the electrolytic cell incorporating the gas distribution electrode of the invention. Other aspects of the present invention may be taken from the dependent claims and detailed description. BRIEF EXPLANATION OF DRAWINGS The appended drawings are intended to clarify and give greater understanding to embodiments of the present invention. 5 In conjunction with the description, they serve to clarify the concepts and principles of the invention. Other renderings and many of the features mentioned are shown in connection with the graphics.
لا يتم بالضرورة إظهار أن العناصر في الرسومات يتم قياسها بالنسبة لبعضها البعض. السمات والمكونات المتطابقة يكون لها نفس الوظيفة ونفس التأثير لكل رقم مرجعي واحد في أشكال الرسومات ما لم يذكر خلاف ذلك. الشكل 1 يظهر رسم تخطيطي لقطب توزيع الغاز للاختراع مع المناطق أو القنوات الكارهة الماء والمحبة للماء. الشكل 2 يظهر رسم تخطيطي لإنتاج قطب توزيع الغاز للاختراع اعتمادا على المحفز المرتبط ببولي تترافلورو إثيلين التوضيحي. الشكل 3 يظهر رسم تخطيطي لتجسيم DAT من قطب توزيع الغاز للاختراع في شكل تحضير متعدد الطبقات. 0 الأشكال 4 إلى 6 تظهر؛ في شكل تخطيطي؛ الرسوم البيانية التوضيحية لبناء خلية التحليل الكهريائي electrolysis cell المحتمل في أحد تجسيدات الاختراع الحالي. الأشكال 7 و 8 تظهر نماذج توصيف توضيحية لغرفة توزيع الغاز في اتجاه المصب لقطب توزيع الغاز للاختراع في خلية التحليل الكهربائي للاختراع. الشكل 9 يظهر نتائج كفاءة فاراداي لخلية التحليل الكهريائي من المثال المقارن 3. 5 الأشكال 10 و 11 تظهر نتائج كفاءة فاراداي لخلية التحليل الكهربائي من المثال المقارن A الوصف التفصيلي: التعريفات يفهم "كاره للماء" في سياق الاختراع الحالي على أنه طارد المياه. وفقا للاختراع؛ المسام و / أو القنوات الكارة للماء هي تلك التي تصد المياه. على dag الخصوص؛ ترتبط خصائص كره الماء وفقا للاختراع مع المواد أو الجزيئات التي لها مجموعات غير قطبية. على النقيض من ذلك؛ يفهم 'محب eld) على أنه يعني القدرة على التفاعل مع الماء وغيرها من المواد القطبية. في الطلب؛ يتم الإشارة إلى الأشكال بنسبة7 بالوزن؛ ما لم ينص على خلاف ذلك أو يكون واضح من الوصف. 5 في الجانب (J) يتعلق الاختراع الحالي ب قطب توزيع الغاز يشتمل علىItems in graphics are not necessarily shown to be scaled relative to each other. Identical attributes and components have the same function and effect for every single reference number in graphics forms unless otherwise indicated. Figure 1 shows a schematic diagram of the gas distribution electrode of the invention with hydrophobic and hydrophilic regions or channels. Figure 2 shows a schematic diagram of the production of the gas distribution electrode of the invention based on the illustrative polytetrafluoroethylene-linked catalyst. Figure 3 shows a schematic diagram of the DAT embodiment of the gas distribution electrode of the invention in the form of a layered preparation. 0 Figures 4 to 6 appear; in schematic form; Illustrative diagrams of a possible electrolysis cell construction in an embodiment of the present invention. Figures 7 and 8 show illustrative characterization models of the gas distribution chamber downstream of the gas distribution electrode of the invention in the electrolytic cell of the invention. Figure 9 shows the Faraday efficiency results for the electrolytic cell from comparative example 3. 5 Figures 10 and 11 show the Faraday efficiency results for the electrolytic cell from comparative example A Detailed description: Definitions “hydrophobic” is understood in the context of the present invention as water repellent . according to the invention; Hydrophobic pores and/or channels are those that repel water. on dag in particular; The hydrophobic properties according to the invention are associated with substances or molecules having non-polar groups. In contrast; 'Eld moheb) is understood to mean the ability to interact with water and other polar substances. in demand; Figures are indicated by 7 by weight; Unless otherwise specified or clear from the description. 5 In aspect (J) the present invention relates to a gas distribution electrode comprising
الحامل المحتوي على النحاس بشكل مفضل؛ ويفضل أن يكون ذلك في شكل هيكل (GEL andPreferably copper-containing carrier; Preferably in the form of a structure (GEL and
وAnd
الطبقة الأولى التي تحتوي على النحاس على الأقل وعلى رابط واحد على الأقل؛ بحيث تشتمل الطبقةthe first layer containing at least copper and at least one bond; So that the class includes
(الأولى) على المسام و / أو القنوات الكارهة والمحبة coll] تشتمل على طبقة ثانية تشتمل على(First) on the pores and/or hydrophobic and hydrophilic channels [coll] comprising a second layer comprising
النحاس eg رابط واحد على الأقل» بحيث توجد الطبقة الثانية فوق الناقل والطبقة الأولى فوقCopper eg at least one bond” with the second layer above the conductor and the first layer above
الطبقة cdl) بحيث يكون محتوى الرابط في الطبقة الأولى أقل مما هو عليه في الطبقة الثانية.layer cdl) so that the link content in the first layer is lower than in the second layer.
الطبقة الثانية؛ تماما مثل الطبقة الأولى؛ قد تشتمل على المسام و / أو القنوات الكارهة و / أو المحبةthe second layer; Just like the first class; They may include hydrophobic and/or hydrophilic pores and ducts
للماء .waterproof.
ما يتم توضيحه أيضا هو قطب توزيع الغاز المشتمل بشكل مفضل على الحامل المحتوي على 0 النحاس» وبفضل أن يكون في شكل هيكل شبيه بالرقائق؛ وWhat is also shown is the gas distribution electrode preferably comprising the 0 Cu-containing carrier by virtue of being in the form of a foil-like structure; And
الطبقة الأولى تحتوي على النحاس على الأقل eg رابط واحد على (JW بحيث تشتمل علىThe first layer contains copper at least eg one bond on (JW) so that it includes
المسام و / أو القنوات الكارهة والمحبة للماء .Hydrophobic and hydrophilic pores and/or channels.
الشكل 1 يظهر العلاقات بين المناطق الكارهة والمحبة للماء من قطب توزيع الغازء والتي يمكن أنFigure 1 shows the relationships between the hydrophobic and hydrophilic regions of a gas distribution electrode
تحقق علاقة سائلة / صلبة / غازية ثلاثية جيدة. في هذه الحالة؛ في القطب؛ يكون هناك قنوات 5 كارهة للماء أو المناطق 1 وقنوات محبة للماء أو المناطق 2 على جانب الإلكتروليت celectrolyteAchieves a good triangular liquid/solid/gas relationship. In this case; at the pole; There shall be 5 hydrophobic channels or regions 1 and hydrophilic channels or regions 2 on the electrolyte side
مع مواقع حفازة 3 من النشاط المنخفض تكون موجودة في المناطق ماء 2. وبالإضافة إلى ذلك؛With 3 catalytic sites of low activity are present in the 2 hydrophilic regions. In addition;
هناك مواقع حفازة غير نشطة 5 على جانب الغاز.There are 5 catalytically inactive sites on the gas side.
توجد المواقع المحفزة النشطة بشكل خاص 4 في المنطقة السائلة / الصلبة / الغازية ثلاثية الأطوار.The 4 particularly active catalytic sites are located in the three-phase liquid/solid/gas region.
بالتالي فإن قطب توزيع الغاز المثالي يكون له الاختراق الأقصى للمواد السائبة عن طريق القنوات 0 الكارهة والمحبة للماء من أجل الحصول على أقصى عدد من المناطق ثلاثية الأطوار للمواقع المحفزةThe ideal gas distribution electrode thus has the maximum penetration of the bulk material by the hydrophobic and hydrophilic 0 channels in order to obtain the maximum number of three-phase regions of the catalyst sites
النشطة. في هذا caval) وفقا للاختراع يجب ضمان أن تشتمل الطبقة الأولى على مسام و / أوactive. In this caval) according to the invention it is necessary to ensure that the first layer includes pores and/or
قنوات كارهة ومحبة للماء. من خلال الظبط المناسب للطبقة الأولى؛ من الممكن تحقيق التأثير الذيHydrophobic and hydrophobic channels. Through the appropriate adjustment of the first layer; effect can be achieved
يكون له العدد الأقصى من المواقع الحفازة النشطة في قطب توزيع Gl الذي تم شرحه كذلك فيIt has the maximum number of active catalytic sites in the Gl distribution electrode which is further explained in
النماذج الأخرى المفضلة؛ و / أو عناصر الحماية التابعة.other preferred models; and/or affiliate protections.
بالنسبة لأقطاب توزيع الغاز الانتقائية للهيدروكربون من أجل اختزال ثاني أكسيد الكريون؛ تكون هناك حاجة إلى خصائص جوهرية أكثر مما توفره الأنظمة المعروفة. وبالتالي فإن المحفزات الكهربية electrocatalyst والقطب تكون على علاقة وثيقة. الحامل هنا غير مقيد بشكل خاص؛ شربطة أن يكون مناسب لقطب توزيع الغاز ويفضل أن يحتوي على النحاس. على سبيل المثال؛ يمكن أيضا الأسلاك الموازية تشكيل الحامل في الحالة القصوى. J تجسيدات معينة؛ يكون الحامل له هيكل شبيهة «FEL ويفضل أن يكون شبكة؛ ويفضل أن يكون شبكة نحاسية copper mesh يمكن لهذا أن يضمن استقرار ميكانيكي كافي وفعالية كقطب توزيع GL على سبيل المثال Led يتعلق بالتوصيلية الكهريائية العالية. وفي تجسيدات معينة؛ قد يكون الحامل مناسبا Lad فيما يتعلق بالتوصيلية الكهربائية للطبقة الأولى. من خلال استخدام 0 النحاس في الحامل؛ يكون من الممكن توفير التوصيلية المناسبة والحد من خطر سحب المعادن الغريبة غير المرغوب فيها للداخل. وفي التجسيمات المفضلة؛ يتكون الحامل من النحاس. يحتوي الحامل المفضل على النحاس؛ في تجسيدات (pals يكون عبارة عن شبكة نحاسية ذات حجم شبكي » مقاس 0.3 مم > « > 2.0 مم؛ وبفضل أن يكون 0.5مم > » < 1.4 مم؛ وقطر السلك x هو 5 مم > X < 0.5 مم ؛ ويفضل 0.1 مم > >x 0.25 مم. 5 بالإضافة إلى ذلك» وبحكم كون الطبقة الأولى تشتمل على النحاس؛ يكون من الممكن أيضا ضمان التوصيلية الكهريائية العالية للمحفز؛ وخاصة بالاقتران مع شبكة النحاس؛ وتوزيع الجهد المتجانس عبر منطقة القطب بأكمله (انتقائية المنتج المعتمد- على الجهد). في التجسيمات المفضلة؛ يفضل أن تكون الشبكة محتوية على النحاس؛ ويفضل أن تكون شبكة النحاس التي تستخدم كحامل؛ لها حجم شبكة للحامل بين 0.3 و 2.0 مم؛ ويفضل أن تكون بين cae 1.4-0.5 0 من أجل تحقيق التوصلية الجيدة والاستقرار. في تجسيدات معينة؛ يشتمل الرابط على ads على سبيل المثال بوليمر كاره للماء و / أو محب coll على سبيل المثال بوليمر كاره للماء؛ وخاصة بولي تترافلورو إثيلين. يمكن لهذا أن يحقق التنظيم المناسب للمسامات أو القنوات الكارهة للماء. وبشكل أكثر تحديداء يتم إنتاج الطبقة الأولى باستخدام جسيمات بولي تترافلورو إثيلين ذات جسيمات لها قطر بين 5 و 95 ميكرومتر؛ ويفضل بين 8 و 70 ميكرومتر. تشمل مساحيق بولي تترافلورو إثيلين المناسبة؛ على سبيل Jha على Dyneon® TF 5 و 1750 .Dyneon TF جزيئات الرابط المناسبة؛ على سبيل المثال جسيماتFor Hydrocarbon Selective Gas Distribution Electrodes for Carbon Dioxide Reduction; More core features are required than conventional systems can provide. Thus, the electrocatalyst and the electrode are closely related. The stand here is not particularly restricted; A ribbon that is suitable for a gas distribution pole, and it is preferable that it contain copper. For example; Parallel wires can also form the rack in the extreme case. J specific embodiments; The carrier shall have a “FEL”-like structure, preferably a net; Preferably a copper mesh, this can ensure sufficient mechanical stability and efficiency as a GL distribution electrode, for example, Led, with regard to high electrical conductivity. and in certain embodiments; The carrier may be suitable for Lad with regard to the electrical conductivity of the first layer. By using 0 copper in the holder; It is possible to provide proper conductivity and reduce the risk of drawing in unwanted foreign metals. and in favorite personifications; The stand is made of brass. Preferred carrier contains copper; In the pals embodiment it is a copper mesh with mesh size “ 0.3 mm > » > 2.0 mm; 0.5 mm > » < 1.4 mm; wire diameter x is 5 mm > X < 0.5 mm In addition, by virtue of the fact that the first layer includes copper, it is also possible to ensure high electrical conductivity of the catalyst, especially in combination with the copper grid, and homogeneous voltage distribution across the entire electrode area (selective voltage-dependent product). In order to achieve good conductivity and stability.In certain embodiments, the binder includes eg ads, hydrophobic and/or hydrophilic, eg hydrophobic coll, especially polytetrafluoroethylene.This can achieve proper organization of pores or channels More specifically, the first layer is produced using polytetrafluoroethylene particles having a particle diameter between 5 and 95 micrometers; preferably between 8 and 70 µm. Suitable PTFE powders include; Jha on Dyneon® TF 5 and 1750 Dyneon TF. Suitable binder particles; For example particles
بولي تترافلورو إثيلين ؛ قد؛ على سبيل المثال؛ تكون كروية تقريباء على سبيل المثال كروية؛ ويمكن أن تنتج؛ على سبيل المثال» من خلال بلمرة المستحلب. في تجسيدات معينة؛ تكون جسيمات الرابط خالية من مواد التوتر السطحي النشطة. يمكن تحديد pas الجسيمات هناء على سبيل المثال؛ وفقا للمنظمة الدولية للمعايير (ISO) International Organization for Standardization 13321 13321 أو 50 108-4894 (D4894-982 ويمكن أن تتوافق؛ على سبيل المثال؛ مع بيانات الشركة المصنعة (على سبيل المثال تي إف 9205 117: متوسط حجم الجسيمات 8 ميكرومتر وفقا لمعيار المنظمة الدولية للمعايير13321؛ 1750 (TF متوسط حجم الجسيمات 25 ميكرومتر وفقا J الجمعية الاميركية للاختبار والمواد (ASTM) American Society for testing and material .(D4894-98a 198-4894 بالإضافة إلى ذلك؛ تشتمل الطبقة الأولى على الأقل على النحاس الذي قد يكون؛ على سبيل المثال» في شكل نحاس معدني و / أو أكسيد النحاس الذي يعمل كموقع محفز. في تجسيدات معينة؛ تشتمل الطبقة الأولى على النحاس المعدني في حالة الأكسدة (0). في تجسيدات معينة؛ تتضمن الطبقة الأولى أكسيد النحاس copper oxide وخاصة 00120. قد يسهم الأكسيد هنا في استقرار حالة أكسدة 1+ من النحاس؛ وبالتالي للحفاظ على الانتقائية للإثيلين مع 5 استقرار طويل الأمد. في ظل ظروف التحليل الكهربائي؛ يمكن اختزاله إلى النحاس. في تجسيدات معينة؛ تشتمل الطبقة الأولى على الأقل على 40 عند 7 (النسبة المثوية للذرة)؛ ويفضل أن تكون على الأقل 50 عند 7# ويفضل أن تكون على الأقل 60 عند من النحاس؛ اعتمادا على الطبقة. يمكن لهذا أن يضمن استقرار ميكانيكي مناسب ونشاط محفز مناسب لهذه الطبقة الأولى التي تعمل كطبقة محفز (CL) في تجسيدات معينة؛ يتم توفير التحاس لإنتاج قطب توزيع الغاز 0 للاختراع كجسيمات؛ والتي يتم تعريفها إضافيا لاحقا هنا. بالإضافة إلى ذلك؛ قد تشتمل الطبقة الأولى Lad على معززات إضافية تعمل على تحسين النشاط التحفيزي لل قطب توزيع الغاز بالاشتراك مع النحاس. في تجسيدات معينة؛ تشتمل الطبقة الأولى على أكسيد معدن واحد على الأقل يفضل أن يكون له احتمالية اختزال أقل من تطور الإيثيلين؛ وبفضل أن يكون CeO, ©»:0:, 7200:, MgO ,:0داه ,7:02 و / أو مرحلة واحدة على الأقل من 5 المعادن الغنية بالنحاس؛ يفضل أن تكون مرحلة النحاس الغنية على الأقل وحدة يتم اختيارها من مجموعة الأنظمة الثنائية Cu-Al Cu-Zr, Cu-Y, Cu-Hf, CuCe, Cu-Mg و الأنظة Cu-Y- dEpolytetrafluoroethylene; may be; For example; are nearly spherical ie spherical; can produce; For example, through emulsion polymerization. in certain embodiments; The binder particles are free of active surfactants. The particle pas can be specified here for example; In accordance with ISO 13321 13321 or 50 108-4894 (D4894-982) and may correspond, for example, to manufacturer data (eg TF 9205 117: Average Particle Size 8 µm ISO 13321; 1750 (TF) Average Particle Size 25 µm ASTM J American Society for Testing and Material (D4894-98a 198-4894) Plus However, the first layer comprises at least copper which may be, for example, in the form of metallic copper and/or copper oxide serving as a catalyst site. In certain embodiments the first layer comprises metallic copper in the (0) oxidation state. In embodiments Certain; the first layer includes copper oxide and in particular 00120. The oxide here may contribute to the stabilization of the +1 oxidation state of copper, thus to maintain selectivity for ethylene with a long-term stability of 5. Under electrolytic conditions, it can be reduced to copper. Certain embodiments; the first layer includes at least 40 by 7 (ns maize (maize) preferably at least 50 at 7# and preferably at least 60 at brass; depending on the class. This can ensure adequate mechanical stability and suitable catalytic activity of this first layer acting as the catalyst layer (CL) in certain embodiments; Analgesia to produce the gas distribution electrode 0 of the invention is provided as particles; which is further defined later here. in addition to; The first layer Lad may include additional enhancers that improve the catalytic activity of the gas distribution electrode in combination with copper. in certain embodiments; The first layer includes at least one metal oxide that preferably has a lower reduction potential than the evolution of ethylene; By virtue of being CeO, ©»:0:, 7200:, MgO,:0DaH, 7:02 and/or at least one phase of 5 Cu-rich minerals; Preferably, the Cu-rich phase should be at least a unit selected from the combination of Cu-Al Cu-Zr, Cu-Y, Cu-Hf, CuCe, Cu-Mg and Cu-Y- dE systems.
Al, Cu-Hf-Al, Cu-Zr-Al, Cu-Al-Mg, Cu-Al-Ce مع محتويات النحاس> 60 عند#؛ و / أو البيروفسكيتات المحتوية على النحاس و / أو البيروفسكيتات الشائبة و / أو مركبات البيروفسكيت perovskite ذات الصلة؛ ويفضل Cus YBaxCusOr5 1< 6 >. (المقابلة YBaxCu3075Xsd ( ¢ Lai 85S10.15Cu03.930Clo.053, (La,S1)2CuO4 ,114012 02003 . المعززات المفضلة هنا هي أكاسيد المعادن metal oxides في تجسيدات معينة؛ يكون أكسيد الفلز المستخدم غير قابل للذويان في الماء؛ لكي يمكن استخدام الإلكتروليتات في التحليل الكهريائي باستخدام قطب توزيع الغاز للاختراع. علاوة على ذلك؛ بحكم أن جهد الأكسدة والإختزال لأكسيد المعدن يكون أقل aie لتطور الإيثيلين» من الممكن ضمان أن الإثيلين يمكن تحضيره من ثاني أكسيد الكربون بواسطة قطب توزيع الغاز للاختراع. في تجسيدات معينة؛ لا يتم اختزال الأكسيدات في اختزال ثاني أكسيد الكريون. النيكل والحديد؛ على سبيل المثال؛ تكون غير مناسبة حيث يتشكل الهيدروجين هنا. علاوة على ذلك يفضل أن تكون أكاسيد المعدن غير خاملة؛ لكن يفضل أن تشكل مواقع التفاعل المحبة للماء التي يمكن أن تقدم لتوفير البروتونات protons cl jal وخاصة أكسيد المعدن» تكون قادرة على تعزيز وظيفة وإنتاج المحفزات الكهربية التي تكون 5 مستقرة على المدى الطويل؛ حيث أنها تثبت الهياكل النانونية النشطة المحفزة. (Kar للمعززات الهيكلية هنا أن تخفض من حركية السطح المرتفعة للهياكل النانونية النحاسية وبالتالي تقلل من ميلهم للتلبيد. ينشاً هذا المفهوم من المحفز غير المتجانس وستخدم بنجاح في عمليات درجة الحرارة المرتفعة. يمكن أن تكون المعززات المستخدمة للاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون هي بصفة خاصة 0 أكاسيد الفلزات التالية والتي لا يمكن اختزلها إلى معادن داخل النافذة الكهروكيميائية: (B= 7:02 ZrO; (E = -2.3 7(, ALOs (E = -2.4 V), CeO; (E = -2.3 V), MgO (E = -2.5) تجدر الإشارة هنا إلى أن الأكاسيد المذكورة لا يتم إضافتها كمواد مضافة ولكن تكون gga من المحفز نفسه. canny) فضلا عن وظيفته كمعزز» فإنه يحقق أيضا ميزة استقرار النحاس في حالة الأكسدة 1 وبالإضافة إلى ذلك أيضا يكون مادة وسيطة في اختزال ثاني أكسيد الكربون؛ CO, CH ie (أو (OH 5 هناك العديد من معقدات Cu(l) من CO و ب13:©؛ مما يقترح استقرار هذه المواد الوسيطة المفترضة (انظرء على سبيل المثال» ,57 ,1935 H.Al, Cu-Hf-Al, Cu-Zr-Al, Cu-Al-Mg, Cu-Al-Ce with copper contents > 60 at#; and/or copper-containing perovskite and/or impurity perovskite and/or related perovskite compounds; Cus YBaxCusOr5 1< 6 > is preferred. (corresponding YBaxCu3075Xsd ( ¢ Lai 85S10.15Cu03.930Clo.053, (La,S1)2CuO4 , 114012 02003). The preferred enhancers here are metal oxides in certain embodiments; the metal oxide used is insoluble in water, so that the electrolytes can be used in electrolysis using the gas distribution electrode of the invention. Furthermore, by virtue of the fact that the oxidation-reduction potential of the metal oxide is lower aie for the evolution of ethylene" it is possible to ensure that ethylene can be prepared from carbon dioxide by means of the gas distribution electrode of the invention In certain embodiments the oxides are not reduced in the reduction of carbon dioxide Nickel and iron, for example, are unsuitable as hydrogen is formed here Furthermore the metal oxides are preferably not inert but preferably form the hydrophilic reaction sites which 5 can be provided to provide protons, especially metal oxide, which are able to enhance the function and production of electrocatalysts that are stable in the long term, as they stabilize the active catalytic nanostructures. (Kar of the structural enhancers here can reduce the elevated surface motion The strength of copper nanostructures and thus reduces their tendency to sinter. This concept originates from a heterogeneous catalyst and will be successfully used in high temperature processes. The promoters used for the electrochemical reduction of carbon dioxide can be in particular the following non-reducible metal oxides within the electrochemical window: (B= 7:02 ZrO; (E = -2.3 7), ALOs (E = 7). -2.4 V), CeO; (E = -2.3 V), MgO (E = -2.5) It should be noted here that the mentioned oxides are not added as additives but gga from the catalyst itself. canny) as well as function as a promoter” it also achieves the advantage of stabilizing copper in the oxidation state 1 and in addition to that it is also an intermediate in the reduction of carbon dioxide; CO, CH ie (or (OH 5) There are many Cu(l) complexes of CO and B13:©, suggesting the stability of these putative feedstocks (see, for example, H. 1935, 57).
Tropsch, W.Tropsch, W.
J.J.
Mattox, J.Mattox, J.
Am.Am.
Chem Soc.Chem Soc
-ع18- Ogura, Inorg.-p. 18- Ogura, Inorg.
Chem., 1976, 15 (9), 2301-2303; J.Chem., 1976, 15 (9), 2301-2303; J.
S.S.
Thompson, R.Thompson, R.
L. .1 ;1102-1103 Harlow, J.L. 1 ;1102-1103 Harlow, J.
F.F.
Whitney, J.Whitney, J.
Am.Am.
Chem.Chem.
Soc., 1983, 105 3522-3527; and V.Soc., 1983, 105 3522-3527; and V.
A.A.
K.K.
Adiraju, J.Adiraju, J.
A.A.
Flores, M.Flores, M.
Yousufuddin, H.Yousufuddin, H.
V.V.
Rasika Dias, Organometallics, 2012, 31, 7926- 7932( في تجسيدات معينة؛ يكون للمحفز الخصائص الابتكارية التالية: على النقيض من المحفزات غير المتجانسة المعروفة Cu/MgO/ALO3 ,0 7/ي Cu/ALO3, المستخدمة في الصناعة؛ في تجسيد (ald بشكل مفضل تستخدم المحفزات الغنية جدا بالتحاس التي لها نسبة مولارية > 60 عند / التحاس Ja الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون بسبب التوصيلية الكهريائية المطلوية. يفضل بشكل خاص في أقطاب توزيع الغاز للاختراع أن تكون الهياكل المحفزة من أكسيد المعادن / 0 النحاس التي تم إنتاجها على النحو التالي: لإنتاج أكاسيد الفلزء لا يحدث الترسب؛ في تجسيدات معين؛ كما هو موضح بشكل متكرر في نظام الرقم الهيدروجيني بين الرقم الهيدروجيني = 6.5-5.5؛ ولكن يمكن أن يحدث في نطاق يتراوح بين 68.5-0؛ بحيث لا تكون السلائف المكونة هي كريونات هيدروكسيد hydroxide carbonates مشابهة للملكيت malachite ([2])011(2]605ن0©) » اللازورد azurite ((0:(:)011)دن) أو الأوويكالسيت aurichalcite [(2(د0(:])011(»))0ن20,0)»؛ لكن تكون هدر وتالسيتات hydrotalcites ¢(CusALCO3(OH) 16 4(H20)) التي يمكن الحصول عليها بناتج أكبر. بالمثل؛ من المناسب أن يكون للهيدروكسيدات المزدوجة الطبقات (LDHs) layered double hydroxides التركيبة -.117] Mg?*, Cu?** and M3* راثم = M3 ((OH)2] 9 (X™)gm- yH20 where M!'* = Li*, Na*, K*, M?* ALY, Ti, Hf, Ga = ؛ يمكن ترسيب CAD المقابلة تحت سيطرة الرقم الهيدروجيني عن طريق 0 الجرعة المشتركة من محلول ملح المعادن ومحلول الكريونات الأساسي ٠. السمة الخاصة لهذه المواد هي وجود بلورات النحاس الدقيقة الخاصة التي لها حجم 10-4 نانومترء والتي تستقر هيكليا بواسطة الأكسيد الحالي. من الممكن تحقيق التأثيرات التالية: يمكن أن يؤدي أكسيد Ol بسبب مساحته السطحية العالية؛ إلى توزيع أفضل للمعادن المحفزة؛ ويمكن استقرار المواقع المعدنية المشتتة للغاية بواسطة أكسيد 5 المعدن؛ يمكن تحسين الامتزاز الكيميائي لثاني أكسيد الكريون بواسطة أكسيد المعدن» ويمكن استقرار أكسيد النحاس.Rasika Dias, Organometallics, 2012, 31, 7926- 7932) In certain embodiments the catalyst has the following inventive properties: In industry; in an embodiment of (ald) very galvanic-rich catalysts having a molar ratio > 60 at /Ja electrochemical sensitization of carbon dioxide are preferably used because of the required electrical conductivity. Particularly preferred in the gas distribution electrodes of the invention are the catalyst structures of Metal oxide/0 Cu produced as follows: to produce metal oxides precipitation does not occur; in certain embodiments; as frequently shown in the pH regime between pH = 6.5-5.5; but can occur in the range of -68.5 0, so that the constituent precursors are not hydroxide carbonates similar to malachite ([2])011(2]605n0©) » azurite ((0:(:)011den) or oycalcite aurichalcite [(2(d0(:])011(”))0N20,0)”; but hydrotalcites ¢(CusALCO3(OH) 16 4(H20)) can be obtained Here's a bigger output. likewise; It is appropriate that layered double hydroxides (LDHs) have the composition -. yH20 where M!'* = Li*, Na*, K*, M?* = ALY, Ti, Hf, Ga ; the corresponding CAD can be precipitated under pH control by 0 co-dose of metal salt solution and basic crionate solution 0. The special feature of these materials is the presence of special copper microcrystals having a size of 4-10 nm which are structurally stabilized by the oxide present.It is possible to achieve the following effects: Ol oxide due to its high surface area can lead to better distribution of catalyst metals; highly dispersed metal sites can be stabilized by metal oxide; chemisorption of carbon dioxide can be improved by metal oxide; and copper oxide can be stabilized.
٠ 1 9 ٠ أن Lad يمكن أن يحدث التجفيف بعد الترسيب بواسط التكليس اللاحق في تيار غاز :0:/8. يمكن0 1 9 0 that Lad Drying can occur after precipitation by post calcination in a gas stream :0:/8. can
Ho/Ar يتم اختزال سلائف الأكسيد المنتجة؛ وفقا لهذه الطريقة؛ في وقت لاحق مباشرة في تيار غاز والحفاظ على معزز الأكسيد. يمكن أيضا أن تحدث خطوة Cu إلى CuO أو CuO اختزال فقط « التنشيط بواسطة الوسائل الكهروكيميائية في وقت لاحق. من أجل تحسين التوصيلية الكهريائية للطبقة المطبقة قبل التنشيط الكهروكيميائي؛ من الممكن أيضا أن يتم خلط سلائف الأكسيد وسلائف المنشط 5 710-0 جزئيا. حتى تكون قادرة على زيادة التوصيلية الأساسية؛ من الممكن أيضا أن يتم الخلط في كما أنه لا يستبعد وفقا للاختراع أن يتعرض القطب المسجل - الجاهز للتكليس اللاحق / المعالجة الحرارية قبل أن يتم التنشيط الكهروكيميائي. 0 تعتمد الوسائل ١ لأخرى لإنتاج المحفزات الكهربية المناسبة على نهج إنتاج مراحل بين المعادن الغنية بالنحاس على سبيل المثال CusiZris ,77و01 «CusZr, والتي يمكن تحضيرها من الإنصهار ٠ يمكن بعد ذلك أن تمثل السبائك قاعدة أساسية ويتم تكليسها LIS أو جزئيا في تيار غاز 02[ الأرجون argon وتحويلها إلى شكل أكسيد. مراحل النحاس الغنية من النظم الثنائية Cu-Al, Cu-Zr, Cu-Y, CuCe, Cu-Mg 0-112 والنظم الثلاثية المقابلة لها محتويات من النحاس> 60 عند7: CuYAL CuHfAL CuZrAl, CuAIMg, CuAlCe 5 تكون ذو أهمية خاصة. من المعروف أن المراحل الغنية بالنحاس؛ على سبيل المثال؛ من E. Kneller, Y. Khan, U. Gorres, The Alloy System Copper-Zirconium, Part I. Phase Diagram and Structural Relations, for Cu-Zr phases, from Braunovic, M.; 1986 ,43-48 .م ,)1( 77 Zeitschrift fiir Metallkunde Konchits, V. V.; Myshkin, N.K.: Electrical contacts, fundamentals, applications and technology; CRC Press 2007 for Cu-Al phases, from Petzoldt, F.; Bergmann, J. P.; 20 (2 (انظرء؛ على سبيل المثال؛ الجدول 507 Schiirer, R.; Schneider, 2013, 67 Metall, 504-507Ho/Ar The oxide precursor produced is reduced; according to this method; Subsequently directly into a gas stream and keep the oxide booster. The step of Cu to CuO or CuO reduction only 'activation by electrochemical means can also occur at a later time. In order to improve the electrical conductivity of the layer applied before electrochemical activation; It is also possible for the oxide precursor and the activator precursor 5 710-0 to be partially mixed. to be able to increase the base conductivity; It is also possible to mix in and it is not excluded according to the invention that the registered-ready electrode is subjected to subsequent calcination/heat-treatment prior to electrochemical activation. Among copper-rich metals for example CusiZris 77 and 01 «CusZr, which can be prepared from fusion 0 The alloy can then be made as a base and calcined LIS or partly in an argon gas stream 02 and convert it to oxide form. Cu-rich phases of binary systems Cu-Al, Cu-Zr, Cu-Y, CuCe, Cu-Mg 0-112 and the corresponding ternary systems have Cu contents >60 at 7: CuYAL CuHfAL CuZrAl, CuAIMg, CuAlCe 5 is of particular interest. Copper-rich phases are known; For example; from E. Kneller, Y. Khan, U. Gorres, The Alloy System Copper-Zirconium, Part I. Phase Diagram and Structural Relations, for Cu-Zr phases, from Braunovic, M.; 1986, 43-48. ,(1) 77 Zeitschrift fiir Metallkunde Konchits, V.V.; Myshkin, N.K.: Electrical contacts, fundamentals, applications and technology; CRC Press 2007 for Cu-Al phases, from Petzoldt, F.; Bergmann, J.P.; 20 2 (See, for example, Table 507 Schirer, R.; Schneider, 2013, 67 Metall, 504-507
Landolt-Bérnstein - Group IV Physical Chemistry Volume 5d, من «Cu-Al daly من 1994, p. 1-8 for Cu-Ga phases, and from P. R. Subramanian, D. E. Laughlin, Bulletin of . لمراحل النحاس-0-11ن0 Alloy Phase Diagrams, 1988, 9,1, 51-56 Petzoldt, F.; (المأخوذة من Copper-aluminum phases الجدول 2: مراحل النحاس والألومنيوم 5 . (Bergmann, J. P.; Schiirer, R.; Schneider, 2013, 67 Metall, 504-507Landolt-Bernstein - Group IV Physical Chemistry Volume 5d, from Cu-Al daly from 1994, p. 1-8 for Cu-Ga phases, and from P. R. Subramanian, D. E. Laughlin, Bulletin of . For Copper-0-11n0 Alloy Phase Diagrams, 1988, 9,1, 51-56 Petzoldt, F.; (taken from Copper-aluminum phases Table 2: Copper-aluminum phases 5) (Bergmann, J. P.; Schirer, R.; Schneider, 2013, 67 Metall, 504-507).
— 0 2 — المرحلة النحاس | الألومنيوم | الصلابة | المقاومة [7 للوزن] |71 للوزن] A I الكهربية الخاصة [uQcm] RIN لم CwAl T ]80 ]20 1050 6 ل |55 45 so an] 8 1 © ا فى حالة تلك الأطوار التى تكون بين المعادن الغنية بالنحاس أيضاء يفضل أن تكون نسبة التحاس أكبر من 40 عند وبفضل أكثر من 50 عند7؛ وبفضل أكثر من 60 Jodie مع ذلك؛ فإنه لا يستبعد هنا أن المراحل بين المعادن تحتوي أيضا على العناصر اللافلزية Jie 5 الأكسجين والنيتروجين nitrogen والكبريت sulfur والسيليتيوم selenium و | أو الفوسفور «phosphorus أي أنه على سبيل المثال تكون الأكاسيد coxides الكبريتيدات 5015065» السيلينيدات cselenides النيتريدات nitrides و / أو الفوسفات phosphides موجودة. في تجسيدات معينة؛ تم تأكسد الأطوار بين المعادن Aja بالإضافة إلى ذلك؛ يمكن استخدام هياكل بيروفسكيتات المحتوية على النحاس التالية و / أو 0 1 البيروفسكيتات الشائبة و / أو المركبات ذات الصلة بالبيروفسكيات للمحفزات الكهربية؛ وخاصة لتشكيل الهيدروكريونات: 732001076 بحيث 0 = 1 < 6 CaCusTisOr2, (La,Sr)2CuOs4 ,53م 0ل18:.45970.15,0003900. بالإضافة إلى ذلك؛ فإنه لا يستبعد استخدام مخاليط من هذه المواد لتحضير القطب of كما هو مطلوب»؛ للتكليس اللاحق أو لإجراء خطوات التنشيط. فى تجسيدات معينة؛ تشتمل جزيئات المحفز أو تتكون من النحاس؛ على سبيل المثال جسيمات النحاس؛ والتي تستخدم لإنتا z قطب توزيع الغاز للاختراع » له حجم جسيم متجانس يتراوح بين 5 و 0 ميكرومتر» وبفضل أن يكون 10 إلى 50 ميكرومتر؛ وبفضل بين 30 و 50 ميكرومتر. بالإضافة إلى ذلك فإن جسيمات المحفز فى تجسيدات معينة؛ تتمتع بنقاوة عالية بدون آثار للمعادن الغريبة .— 0 2 — copper phase | Aluminum | hardness | Resistance [7 wt] |71 wt] A I Specific Electricity [uQcm] RIN m CwAl T [80 ]20 1050 6 l |55 45 so an] 8 1 © A in the case of these phases Which are also among the minerals rich in copper, it is preferable that the ratio of sensitization be greater than 40 at and with a ratio of more than 50 at 7; Thanks to over 60 Jodie though; It is not excluded here that the phases between minerals also contain the non-metallic elements Jie 5 oxygen, nitrogen, sulfur, selenium, and | Or phosphorus, i.e., for example, cooxides, sulfides, selenides, nitrides, and/or phosphides are present. in certain embodiments; The inter-metallic phases Aja were additionally oxidized; The following copper-containing perovskite structures, 0 1 impurity perovskites, and/or perovskite-related compounds can be used for electrocatalysts; Especially for the formation of hydrocrions: 732001076 such that 0 = 1 < 6 CaCusTisOr2, (La,Sr)2CuOs4 ,53m0l18: .45970.15,0003900. in addition to; It does not rule out the use of mixtures of these materials to prepare the electrode of as required »; For subsequent calcination or to perform activation steps. in certain embodiments; The catalyst particles comprise or consist of copper; eg copper particles; which is used to produce z the gas distribution electrode of the invention “having a homogeneous particle size between 5 and 0 µm” and thanks to being 10 to 50 µm; Thanks to between 30 and 50 micrometers. In addition, the catalyst particles in certain embodiments; It has high purity without traces of foreign metals.
من خلال الهيكل المناسب؛ اختياريا بمساعدة المعززات» يمكن تحقيق انتقائية عالية واستقرار على المدى الطويل. من الممكن أيضا أن يكون للمعززات؛ على سبيل المثال أكاسيد المعادن؛ حجم جسيمات مقابل في الإنتاج. يمكن للمعززات أعلاه إضافيا أن تحقق أو تحسن الخصائص التالية: ٠ قابلية ترطيب جيدة لسطح القطب حتى يكون من الممكن أن يصبح الإلكوليت السائل aqueous electrolyte أو أيونات *11 في اتصال مع المحفز. ( يكون HY مطلوب للإيثيلين أو الكحول مثل الإيثانول أو البروبانول أو الجلايكول). ٠ الاستقرار الكيميائي والميكانيكي العالي في عملية التحليل الكهربائي (تثبيط التصدع والتاكل). ٠ 0 تحديد المسامية بنسبة مناسبة بين القنوات أو المسام المحبة للماء أو الكارهة للماء (إضمان توافر ثاني أكسيد الكربون مع وجود أيونات *11 في نفس الوقت). من أجل زيادة ضبط مسامية القطب؛ في تجسيدات معينة؛ يمكن إضافة مكملات مسحوق التنحاس الذي له قطر الجسيمات من 50 إلى 600 ميكرومتر؛ ويفضل 100 إلى 450 jing Kae ¢ ويفضل 200-100 ميكرومتر. قطر الجسيمات من هذه المكملات؛ في تجسيدات معينة؛ هو 1 / 1-3 / 5 10 من سمك الطبقة الكلي للطبقة. بدلا من النحاس؛ قد يكون المكمل أيضا مادة خاملة Jie أكسيد المعادن. يمكن لهذا أن يحقق تشكيل محسن للمسام أو للقنوات. يمكن إنتاج قطب توزيع الغاز للاختراع بشكل خاص من خلال عملية الإنتاج للاختراع كما هو موضح في الأسفل. في تجسيدات معينة؛ تشتمل الطبقة الأولى على أقل من 75 «Calle ويفضل أن تكون أقل من 71 0 بالوزن» بل يفضل أيضا عدم وجود حشو معتمد على الفحم أو الكريون الأسود أو أشباه الحشوء على سبيل المثال الحشو الموصل؛ مرتكز على الطبقة. تجدر الإشارة هنا إلى أن الأساليب المعروفة من الأدب لإنتاج قطب توزيع الغاز تشير عموماء لكل من التطبيق الجاف أو الرطب؛ إلى إضافة الكربون المنشط؛ والأسود الموصل (مثل (Vulkan XC72 أو الأسيتيلين الأسود أو غيرها من الفحم. ومع ذلك؛ فقد وجد وفقا للاختراع أنه حتى آثار الفحم و / أو الكريون الأسود يمكن أن تقلل بشكل 5 واضح من انتقائية المحفز Lad يتعلق الهيدروكريونات وتعزيز تشكيل الهيدروجين غير المرغوب فيه.through the appropriate structure; Optionally with the help of enhancers, high selectivity and long-term stability can be achieved. It is also possible for reinforcers; for example metal oxides; particle size vs. in production. The above promoters can additionally achieve or improve the following properties: 0 Good wettability of the electrode surface so that it is possible for the aqueous electrolyte or ions *11 to become in contact with the catalyst. (HY is required for ethylene or an alcohol such as ethanol, propanol, or glycol). 0 High chemical and mechanical stability in the electrolytic process (inhibition of cracking and corrosion). 0 0 Determine the porosity in the appropriate ratio between the hydrophilic or hydrophobic channels or pores (ensure that CO2 is available with the presence of *11 ions at the same time). In order to further adjust the porosity of the electrode; in certain embodiments; Copper powder which has a particle diameter of 50 to 600 μm can be supplemented; 100 to 450 jing Kae ¢ is preferred and 100-200 µm is preferred. particle diameter of these supplements; in certain embodiments; It is 1/1-3/5 10 of the total layer thickness of the layer. instead of copper; The supplement may also be an inert mineral oxide jie. This can achieve improved formation of pores or channels. The gas distribution electrode of the invention can be specially produced by the production process of the invention as described below. in certain embodiments; The first class includes less than 75 “calle and preferably less than 71 0 by weight” but also preferably no coal-based, black creon or semi-fillers eg conductive fillers; Class based. It should be noted here that methods known from the literature to produce a gas distribution electrode generally refer to both dry or wet application; To add activated carbon; and conductive black (such as Vulkan XC72), acetylene black, or other charcoal. However, according to the invention it has been found that even traces of charcoal and/or creon black can significantly reduce the selectivity of the catalyst Lad related to hydrocriones and enhance the formation of hydrogen unwanted.
وجد من خلال التجارب في المؤسسة مع الأقطاب الكهريائية المنتجة بواسطة الطرق الكيميائية الرطبة أن هذه البقايا تسمم المحفز المعتمد على النحاس بشكل لا رجعة cd وبالتالي فإن الأقطاب الكهريائية المنتجة لاتظهر أي اختزال لل ثاني أكسيد الكريون إلى الهيدروكريونات. لذلك ينبغي تجنب استخدام المواد النشطة- السطحية أو عوامل التوتر السطحي؛ على سبيل المثال تريتون 76؛ في تجسيدات معينة؛ ولذلك يكون الإجراء الكيميائي الرطب لتضمين المحفزات المعتمدة على النحاس غير مناسب. إذا كانت طبقة (أولى) واحدة فقط موجودة في قطب توزيع الغازء فإن محتوى أو نسبة الرابط على سبيل المثال بولي تترافلورو إثيلين؛ في تجسيدات معينة؛ قد تكون 730-3 بالوزن» ويفضل 720-3 بالوزن» وبفضل كذلك 10-3 7 بالوزن» وفضل أكثر من ذلك بنسبة 77-3 بالوزن؛ اعتمادا علىIt was found through experiments in the institution with electrodes produced by wet chemical methods that this residue irreversibly poisons the copper-based catalyst (cd) and therefore the produced electrodes do not show any reduction of carbon dioxide to hydrocriones. Therefore, the use of surfactants or surfactants should be avoided. For example Triton 76; in certain embodiments; The wet chemical procedure for embedding copper-based catalysts is therefore not suitable. If only one (first) layer is present at the gas distributing electrode the content or ratio of the binder eg polytetrafluoroethylene; in certain embodiments; It may be 730-3 by weight, preferably 720-3 by weight, and also 10-3 7 by weight, and more preferred by 77-3 by weight; depending on
الطبقة (الأولى) الواحدة.One (first) layer.
0 يشتمل قطب توزيع الغاز الاختراع Lad على طبقة ثانية مشتملة على النحاس ورابط واحد على (JY) بحيث توجد الطبقة الثانية فوق الحامل والطبقة الأولى فوق الطبقة (Ald وبحيث يكون محتوى الرابط في الطبقة الأولى أقل مما هو عليه في الطبقة الثانيه. بالإضافة إلى ذلك؛ يمكن أن تشتمل الطبقة الثانية على جسيمات نحاس خشنة أو جسيمات مادية خاملة؛ على سبيل المثال تتراوح أقطار الجسيم بين 50 و 700 ميكرومتر؛ ويفضل أن تكون 450-100 «sing Sue لتوفير هيكل0 The gas distribution electrode of the invention Lad comprises a second layer containing copper and one bonder on (JY) such that the second layer is on top of the carrier and the first layer on top of the (Ald) layer and such that the bond content of the first layer is lower than that of the In addition, the second layer can include coarse copper particles or inert material particles, eg particle diameters range from 50 to 700 μm; preferably 100-450 “sing Sue” to provide structure.
5 قناة أو مسامي مناسب. في النماذج المفضلة؛ في هذا (Bland) تتكون الطبقة الثانية من 730-3 وزنا من الرابط» ويفضل 730-10 وزنا من dahl وبفضل 720-10 Ug من dahil ويفضل <710 وزنا من الرابط وبفضل أكثر > 710 بالوزن و 720 وزنا من الرابط» استنادا إلى الطبقة الثانية؛ والطبقة الأولى يفضل أن تشتمل على 710-0 وزنا من الرابطء على سبيل المثال 710-0.1 وزنا من الرابط ¢ وفضل5 channel or breathable fit. in preferred forms; In this (Bland) the second layer consists of 3-730 by weight of the binder »preferably 10-730 by weight of dahl and by virtue of 10-720 Ug of dahil and preferably <710 by weight of the binder by more than 710 by weight and 720 by weight of the binder» based on the second layer; The first layer preferably includes 710-0 by weight of the binder, for example 710-0.1 by weight of the ¢ bond.
0 7110-1 وزنا من الرابط » وبفضل كذلك 77-1 وزنا من الرابط ؛ حتى يفضل أيضا 3 77 وزنا من الرابط ؛ استنادا إلى الطبقة الأولى. الرابط هنا قد يكون نفس الرابط مثل الطبقة الأولى؛ على سبيل المثال بولي تترافلورو إثيلين. وبالإضافة إلى ذلك؛ يمكن أن تكون جسيمات إنتاج الطبقة All) في تجسيدات معينة؛ مطابقة للجزيئات الموجودة في الطبقة الأولى؛ ولكنها قد تكون مختلفة أيضا. الطبقة الثانية هنا هي طبقة الجسيمات المعدنية (MPL) تحت طبقة المحفز. خلال طبقات من هذا sill0 7110-1 by weight of the link » Thanks also 77-1 by weight of the link; Even preferred also 3 77 weight of the link; Based on the first layer. The link here may be the same link as the first layer; For example polytetrafluoroethylene. In addition; Layer production particles (All) can be in certain embodiments; identical to the molecules in the first layer; But it may also be different. The second layer here is the metal particle layer (MPL) under the catalyst layer. through layers of this sill
5 يمكن على وجه التحديد إنشاء مناطق كارهة للماء للغاية في طبقة الجسيمات المعدنية وتوليد طبقة محفز له خصائص محبة للماء. بحكم الطابع الكاره للماء بشدة من طبقة الجسيمات المعدنية؛ يكون5 can specifically create highly hydrophobic regions in the metal particle layer and generate a catalyst layer that has hydrophilic properties. By virtue of the strongly hydrophobic character of the mineral particle layer; He is
من الممكن Lad منع الاختراق غير المرغوب فيه للإلكتروليت في قنوات نقل «Glad أي الفيضاناتLad can prevent unwanted penetration of electrolyte into Glad transport channels ie flooding
منها. علاوة على ذلك؛ تشكل الطبقة الثانية اتصال مع ثاني أكسيد الكربون؛ وبالتالي يجب أيضا أنOf which. Furthermore it; The second layer forms contact with carbon dioxide; And therefore should also
تكون كارهة للماء.be hydrophobic.
في تجسيدات معينة؛ تخترق الطبقة الثانية جزئيا الطبقة الأولى. يمكن تحقيق ذلك؛ على سبيل (Jad)in certain embodiments; The second layer partially penetrates the first layer. This can be achieved; For example, Jad
بحكم عملية الاختراع ويمكن الانتقال الجيد بين الطبقات فيما يتعلق بالانتشار.By virtue of the process of the invention a good transition between layers with respect to diffusion is possible.
وبالإضافة إلى الطبقة الثانية؛ قد يكون ل قطب توزيع الغاز الاختراع Lad طبقات أخرى؛ علىIn addition to the second layer; The gas distribution pole of the invention Lad may have other layers; on
سبيل المثال فوق الطبقة الأولى و / أو على الجانب الأخر من الحامل.For example above the first layer and/or on the other side of the stand.
لإنتاج قطب توزيع الغاز متعدد الطبقات؛ على سبيل المثال يمكن أولا Gul من خلال تطبيقto produce a multilayer gas distribution electrode; For example Gul can first be applied through an application
(Jal) خليط لطبقة الجسيمات المعدنية اعتمادا على خليط النحاس Je التوصيل من النحاس 0 الشجيري الذي يكون له أحجام جسيمات بين 100-5 jing Sie ¢ وبفضل أقل من 50 ميكرومتر»(Jal) admixture for mineral particle layer based on Cu mixture Je conductivity of Cu 0 dendritic having particle sizes between 5-100 jing Sie ¢ with a thickness of less than 50 μm »
والنحاس الخشن أو جزبئات المواد الخاملة يكون لها أحجام جسيمات من 450-100 ميكرومتر»Coarse copper or particles of inert materials have particle sizes of 100-450 μm.
وبفضل أن يكون 200-100 ميكرومتر ؛ له محتوى بولي تترافلورو إثيلين من 730-3 بالوزن؛Thanks to be 100-200 μm; It has a PTFE content of 730-3 by weight;
ويفضل 720 بالوزن؛ بسمك طبقة 0.5 مم على سبيل المثال؛ إلى شبكة نحاسية ذات حجم شبكة 1preferably 720 by weight; with a layer thickness of 0.5 mm for example; to a copper mesh of mesh size 1
مم على سبيل المثال (السمك؛ على سبيل المثال» 0.6-0.2 مم؛ على سبيل المثال 0.4 مم)؛ ولسحبه 5 عن طريق شربط الإطار أو الطلاء. قد يكون النحاس الشجيري المطابق موجودا Lad في الطبقةmm for example (thickness; for example » 0.6-0.2 mm; for example 0.4 mm); And to pull it off 5 by taping the frame or paint. Corresponding dendritic Cu may be present Lad in the layer
الأولى. يمكن أن يتبع ذلك تطبيق مزيد من نخل خليط المحفز / بولي تترافلورو إثيلين (طبقة محفز)؛The first. This can be followed by further application of the catalyst/PTFE mixture (catalyst bed);
على سبيل المثال مع محتوى بولي تترافلورو إثيلين من 710-0.1 بالوزن؛ والتجانس أو السحب؛For example with a polytetrafluoroethylene content of 0.1-710 by weight; smoothing or clouding;
على سبيل المثال عن طريق إطار سمكه 1 can وذلك للحصول على السمك الكلي للطبقة totalFor example, by means of a frame with a thickness of 1 can, in order to obtain the total thickness of the layer
(HI) layer thickness من 1 مم. يمكن بعد ذلك تغذية الطبقة التي تم تحضيرها مسبقا بهذه الطريقة بصقل له فجوة عرضها Hp = 0.7-0.4مم؛ ويفضل أن يكون 046-0.5 مم؛ ويخرج؛ للحصول على(HI) layer thickness of 1 mm. The layer previously prepared in this way may then be fed with polish having a gap width Hp = 0.7-0.4 mm; preferably 0.5-0.46mm; come out; to get
قطب توزيع الغاز متعدد الطبقات كما هو مبين Lily في الشكل 3؛ المشتمل على شبكة النحاس 6؛The multilayer gas distribution electrode as shown Lily in Fig. 3; copper mesh 6;
و طبقة الجسيمات المعدنية 9 و طبقة محفز 10. يمكن تحقيق الاستقرار الميكانيكي بشكل أفضل؛metal particle layer 9 and catalyst layer 10. Mechanical stability can be better achieved;
اختزال إضافي في اختراق الإلكتروليت وتوصيلية أفضل؛ وخصوصا عند استخدام الشبكة كحامل.further reduction in electrolyte penetration and better conductivity; Especially when using the network as a carrier.
يمكن أن يؤدي الإنتاج التدرجي لقطب توزيع الغاز عن طريق تطبيق النخل وتداول كل طبقة على 5 حدة إلى خفض الاتصاق بين الطبقات؛ وبالتالي فهو أقل تفضيلا.Gradual production of gas distribution electrode by applying sieving and rolling each layer 5 apart can reduce adhesion between layers; Hence it is less preferred.
في جانب آخر؛ يتعلق الاختراع الحالي بعملية لإنتاج قطب توزيع GA تشمتل علىon the other hand; The present invention relates to a process for producing a GA distribution electrode comprising:
- إنتاج خليط أول يشتمل على الأقل على النحاس واختياريا رابط واحد على الأقل؛ - إنتاج خليط ثان يشتمل على النحاس على الأقل ورابط واحد على الأقل ؛ - تطبيق الخليط الثاني الذي يشتمل على النحاس على الأقل وعلى رابط واحد على الأقل إلى الحامل المحتوي على النحاس بشكل مفضل»؛ ويفضل أن يكون ذلك في شكل هيكل شبيهة بالرقائق؛ Gadi - 5 الخليط الأول المشتمل على النحاس على الأقل واختياريا رابط واحد على الأقل إلى الخليط– production of a first mixture comprising at least copper and optionally at least one binder; - production of a second mixture that includes at least copper and at least one linker; - application of the second mixture comprising at least copper and at least one bond to the carrier preferably containing copper”; preferably in the form of a wafer-like structure; Gadi - 5 The first mixture comprising at least copper and optionally at least one linker to the mixture
الثاني؛ - اختياريا تطبيق المزيد من الخلائط إلى الخليط الأول؛ و - اللف الجاف للمزيج الأول والثاني والخليط الإضافي الاختياري على الحامل لتكوين طبقة ثانية وطبقة أولى واختياريا طبقات أخرى؛the second; - optionally apply more mixtures to the first mixture; (f) dry rolling of the first, second and optional additive mixtures on the stand to form a second layer, first layer and optionally further layers;
0 حيث تكون نسبة الرابط في الخليط الثاني هي 710 30 بالوزن؛ يفضل 720-10 بالوزن» على أساس الخليط الثاني؛ وحيث تكون نسبة الرابط في الخليط الأول 710-0 بالوزن؛ ويفضل 0.1 = 0 بالوزن؛ ويفضل 710-1 بالوزن؛ ويفضل أكثر من ذلك 77-1 بالوزن» بل يفضل أيضا بنسبة7 7-3 بالوزن؛ استنادا إلى الخليط الأول حيث يكون محتوى الرابط في الخليط الأول أقل مما كان عليه في الخليط الثاني.0 wherein the binder ratio in the second mixture is 30 710 by weight; Preferably 720-10 by weight» on a second mixture basis; Whereas the binder ratio in the first mixture is 710-0 by weight; preferably 0.1 = 0 wt; 710-1 wt is preferred; It is preferred more than that 77-1 by weight, but also by 7 7-3 by weight; Based on the first mixture where the content of the binder in the first mixture is lower than in the second mixture.
تم Lad وصف عملية لإنتاج قطب توزيع الغاز تشتمل على - إنتاج خليط Jl يشتمل على الأقل على النحاس ورابط واحد على الأقل؛ - تطبيق الخليط الأول الذي يشتمل على النحاس على الأقل وإختياريا على رابط واحد على الأقل إلى الحامل المحتوي على النحاس بشكل مفضل؛ ويفضل أن يكون ذلك في شكل هيكل شبيهة بالرقائق؛Lad is described for a process for producing a gas distribution electrode comprising – production of a mixture of Jl comprising at least copper and at least one binder; - apply the first mixture comprising at least copper and optionally at least one bond to the preferably copper-containing carrier; preferably in the form of a wafer-like structure;
0 - التدوير الجاف للخليط الأول على الحامل لتشكيل الطبقة الأولى؛ حيث تكون نسبة الرابط في الخليط 730-3 بالوزن؛ ويفضل أن يكون 720-3 بالوزن» ويفضل li 710-3 بالوزن؛ بل يفضل أيضا بنسبة 77-3 بالوزن؛ بناء على الخليط الأول. يكون إنتاج الخليط الأول والثاني أو الخليط الأول غير مقيد بشكل خاص هنا ويمكن أن يتم بطريقة مناسبة؛ على سبيل المثال عن طريق التحريك؛ التشتيت؛ الخ.0 - dry rolling of the first mixture on the stand to form the first layer; where the ratio of the binder in the mixture is 730-3 by weight; preferably 720-3 wt. li 710-3 wt.; It is also preferred at a ratio of 77-3 by weight; based on the first mixture. The production of first and second mixtures or first mixtures is not particularly restricted here and may be carried out in an appropriate manner; For example by moving; distraction etc.
5 عند تطبيق الخليط الثاني؛ يمكن أن يشتمل الخليط الأول أيضا على 70 وزنا من dahl) أي أنه لا يوجد OF daly الرابط من الخليط الثاني (Sa أن ينتشر في الطبقة الأولى التي تتشكل من الخليط5 when applying the second mixture; The first mixture can also include 70 by weight of dahl) that is, there is no OF daly the binder from the second mixture (Sa) to diffuse into the first layer that forms from the mixture
الأول في سياق متداول» ومن ثم فإنه يمكن أن يكون أيضا محتوى الرابط في الطبقة الأولى ؛ على سبيل المثال؛ لا يقل عن 70.1 بالوزن؛ على سبيل المثال 70.5 بالوزن؛ كما هو مبين في التجارب الأولية. في تجسيدات معينة؛ مع ذلك؛ يشتمل الخليط الأول في حالة تطبيق 2 أو أكثر من الخلائط على رابط.the first is in a trending context» hence it can also be the content of the link in the first layer; For example; not less than 70.1 wt.; eg 70.5 wt.; As shown in preliminary experiments. in certain embodiments; however; The first mixture if 2 or more mixtures are applied includes a binder.
في تجسيدات معينة؛ يشتمل الرابط على بوليمر؛ على سبيل المثال بوليمر محب للماء و / أو كاره للماء ؛ على سبيل المثال بوليمر كاره للماء» وخاصة بولي تترافلورو إثيلين. يمكن لهذا أن يحقق ظبط مناسب للمسامات أو القنوات الكارهة للماء. وبشكل أكثر تحديدا؛ لإنتاج الطبقة الأولى؛ تستخدم جسيمات بولي تترافلورو إثيلين لها قطر الجسيمات بين 5 و 95 ميكرومتر؛ ويفضل بين 8 و 70 ميكرومتر. تشمتل مساحيق بولي تترافلورو إثيلين المناسبة؛ على سبيل المثال؛ على Dyneon®in certain embodiments; The binder contains a polymer; For example a hydrophilic and/or hydrophobic polymer; For example, hydrophobic polymers, especially polytetrafluoroethylene. This can achieve proper adjustment of hydrophobic pores or channels. more specifically; to produce the first layer; Polytetrafluoroethylene particles having a particle diameter between 5 and 95 µm are used; Preferably between 8 and 70 µm. Suitable PTFE powders include; For example; on Dyneon®
0 179205 و 1750 .Dyneon TF في تجسيدات معينة؛ يكون النحاس لإنتاج الخليط في شكل جسيمات أو جسيمات المحفز؛ على سبيل المثال؛ بما في ذلك النحاس الشجيري cdendritic copper له حجم جسيمات متجانس بين 5 و 80 «ag Kae ويفضل أن يكون 10 إلى 50 ميكرومتر ؛ ويفضل أن يكون بين 30 و 50 ميكرومتر. بالإضافة إلى ذلك؛ فإن جسيمات المحفزء في تجسيدات معينة؛ تتمتع بنقاوة عالية بدون0 179205 and 1750 .Dyneon TF in certain embodiments; The copper for the production of the mixture is in the form of particles or catalyst particles; For example; including dendritic copper having a homogeneous particle size between 5 and 80 “ag Kae and preferably 10 to 50 µm; Preferably between 30 and 50 µm. in addition to; the catalyst particles in certain embodiments; High purity without
BT 5 من المعادن الغريبة. من خلال الهيكل المناسب؛ اختياريا بمساعدة المعززات؛ كما هو موضح أعلاه؛ من الممكن تحقيق انتقائية عالية واستقرار على المدى الطويل. من خلال الظبط المناسب لأحجام جسيمات النحاس والرابط وأي إضافات أخرى مثل المعززات؛ يمكن السيطرة على المسام و / أو القنوات؛ أي المسام أو القنوات الكارهة للماء والمحبة للماء ؛ من قطب توزيع الغاز لمرور الغاز و / أو الإلكتروليت؛ وبالتالي التفاعل المحفز.BT 5 is an exotic metal. through the appropriate structure; optionally with the help of reinforcers; as described above; It is possible to achieve high selectivity and long-term stability. by proper adjustment of the copper particle sizes, the binder and any other additives such as enhancers; Pores and/or ducts can be controlled; i.e. hydrophobic and hydrophilic pores or channels; from the gas distribution electrode to the passage of the gas and/or electrolyte; Hence the catalytic reaction.
0 في تجسيدات خاصة؛ لا يحتوي الخليط الأول و / أو الثاني على أي مادة قريانية sacrificial cmaterial على سبيل المثال sale قريانية ذات درجة حرارة إطلاق تبلغ حوالي 275 درجة مئوية؛ على سبيل المثال أقل من 300 درجة مئوية أو أقل من 350 درجة مئوية؛ ولا سيما المسام المكونة التي عادة يمكن أن تبقى جزئيا على الأقل في القطب في Alla إنتاج الأقطاب الكهريائية باستخدام Jie هذه المواد.0 in private embodiments; The first and/or second mixture does not contain any sacrificial cmaterial e.g. sale bitumen having a firing temperature of about 275 °C; For example, less than 300°C or less than 350°C; Particularly the formed pores that can usually remain at least partially in the electrode in Alla production of electrodes using Jie this material.
5 في تجسيدات معينة؛ لا يكون المزيج الأول و / أو الثاني في شكل عجيني؛ على سبيل المثال في شكل أحبار أو معاجين؛ ولكن يكون في شكل مخاليط مسحوق.5 in certain embodiments; The first and/or second mixture shall not be in a paste form; for example in the form of toners or pastes; But it is in the form of powder mixtures.
إن تطبيق المخاليط الأولى والثانية والإضافية لا يكون مقيدة بشكل خاص؛ ويمكن تنفيذه؛ على سبيلThe application of first, second and additional mixtures is not particularly restrictive; it can be implemented; for example
(JU) عن طريق تطبيق التشتت؛ وتطبيق النخل؛ وشربط الطلاء؛ وما إلى ذلك.(JU) by applying dispersion; palm application; paint banding; and so on.
لا يقيد التطبيق المتداول أيضا بشكل خاص» ويمكن تنفيذه بطريقة مناسبة. يكون تدوير الخليط أوThe rolling application is also not particularly restrictive” and can be implemented in an appropriate way. Rotate the mixture or
الكتلة (الجسيمات) في هيكل الحامل؛ على سبيل المثال هيكل شبكة؛ مرغوب فيه بشكل واضح فيthe mass (particles) in the carrier structure; For example a network structure; Clearly desirable in
5 تجسيدات معينة من أجل ضمان الاستقرار الميكانيكي العالي للقطب.5 specific embodiments in order to ensure the high mechanical stability of the electrode.
بموجب العملية المذكورة أعلاه والمكونة من مرحلتين مع تشكيل فيلم؛ ليس هذا هو الحال؛ يقع الفيلمUnder the above two-stage process with film forming; This is not the case; The movie falls
المخرج سابقا فقط على الشبكة ويكون له التصاق أقل؛ وأيضا استقرار ميكانيكي.The outlet is previously only on the net and has less adhesion; And also mechanical stability.
نتيجة cll في Alla تطبيق طبقات متعددة (lad يفضل أن يتم تطبيق مخاليط الطبقات بشكلThe result of cll in Alla is the application of multiple layers (lad). Layer mixtures are preferably applied uniformly
فردي على الحامل ومن ثم يتم تدويرها بشكل جماعي؛ لتحقيق التصاق أفضل بين الطبقات. بهذه 0 الطريقة؛ قد تخترق الطبقات بعضها البعض على (BY على سبيل المثال في سمك 20-1individually on the stand and then collectively rotated; To achieve better adhesion between layers. in this way 0; Layers may penetrate each other on (BY for example) in thicknesses of 1-20
ميكرومتر.micrometer
يؤدي الضغط الميكانيكي على الرابط» على سبيل المثال من linia البوليمر؛ بواسطة عملية التداولmechanical stress on the linker” e.g. of the polymer linia; by the trading process
إلى تشابك المسحوق من خلال تشكيل قنوات الرابط على سبيل المثال ألياف بولي تترافلورو إثيلين.to entanglement of the powder by forming binder channels eg polytetrafluoroethylene fibres.
يكون تحقيق هذه الحالة مهم بشكل خاص لضمان المسامية المناسبة أو الاستقرار الميكانيكي للقطب الكهربائي. يمكن تعديل oS الماء عن طريق محتوى البوليمر أو عن Goh الخصائص الفيزبائيةAchieving this condition is particularly important to ensure proper porosity or mechanical stability of the electrode. The oS of water can be modified by polymer content or by Goh physical properties
للمسحوق المحفز. في حالة تطبيق اثنين (أو أكثر من الطبقات)؛ وجد أن محتوى الرابط المناسبfor the catalyst. if two (or more) layers are applied; Found the appropriate link content
في الخليط الثاني هو 730-10 بالوزن؛ ويفضل 720-10 بالوزن؛ اعتمادا على الخليط الثاني؛in the second mixture it is 730-10 by weight; 720-10 wt is preferred; Depending on the second mixture;
والنسبة المناسبة للرابط في الخليط الأول هي 710-0 بالوزن» 710-0.1 بالوزن» ويفضل 1710-1The appropriate ratio for the binder in the first mixture is 710-0 by weight, 710-0.1 by weight, preferably 1710-1.
بالوزن» بل يفضل كذلك 77-1 بالوزن؛ بل يفضل Wad بنسبة 77-3 وزن. في dlls تطبيق خليط 0 واحد فقط» وجد أن المحتوى المناسب للرابط بشكل خاص؛ على سبيل المثال محتوى بولي تترافلوروby weight” but also preferably 77-1 by weight; Rather prefers Wad with a 77-3 weight ratio. In dlls only one patch 0 application” found to be particularly suitable for linker content; For example polytetrafluoro content
إثيلين» يكون 730-3 «ella ويفضل 720-3 بالوزن» ويفضل كذلك 710-3 بالوزن و بل يفضلEthylene is 730-3 ella, preferably 720-3 by weight, preferably 710-3 by weight, but preferably
Lad 77-3 وزنا من بولي تترافلورو إثيلين ؛ اعتمادا على الخليط الأول.Lad 77-3 by weight of polytetrafluoroethylene; Depending on the first mixture.
درجة تليف الرابط» على سبيل المثال بولي تترافلورو إثيلين (معامل الهيكل structure parameterdegree of fibrosis of the link” eg polytetrafluoroethylene (structure parameter
)؛ ترتبط مباشرة بمعدل القص المطبق؛ حيث أن الرابطء على سبيل المثال البوليمر» يتصرف كسائل 5 .قص (ثشبه لدن) في تطبيق التداول. بعد الإقصاء؛ الطبقة التي تم الحصول عليهاء؛ بحكم التليف؛); directly related to the applied shear rate; As the bond, for example, the polymer, behaves as a liquid (semi-elastic) in the application of circulation. after exclusion; layer obtained; by virtue of fibrosis;
يكون لديها صفات مرنة. هذا التغيير في الهيكل لا رجعة فيه؛ وبالتالي لا يمكن تعزيز هذا التأثيرIt has flexible qualities. This change in structure is irreversible; Thus, this effect cannot be enhanced
في وقت لاحق عن طريق المزيد من التداول. بدلا من ذلك؛ الطبقة؛ بحكم الخصائص المرنة؛ تتحطم بفعل المزيد من قوى القص. يمكن أن يؤدي التليف بشكل خاص إلى عيوب في تداول القطب على جانب الطبقة؛ ويالتالي يجب تجنب المحتويات العالية بشكل مفرط من الرابط. لتطبيق التداول الجاف؛ يكون من الأفضل أن محتوى الماء في عملية التداول يتوافق؛ على سبيل المثال؛ مع الرطوية المحيطة على الأكثر. على سبيل المثال؛ محتوى الماء والمذيبات في تطبيق التداول يكون أقل من 75 بالوزن» وبفضل أقل من 71 بالوزن؛ وعلى سبيل المثال» حتى 70 بالوزن. في النماذج الخاصة؛ يكون الحامل المحتوي على النحاس عبارة عن شبكة نحاسية ذات مقاس شبكة 3 مم > » > 0.2مم؛ وبفضل أن يكون 0.5 مم مم > » > 1.4 مم؛ وقطر السلك ox هو 5م > x > 0.5مم؛ ويفضل 0.1 مم > x > 0.25 مم. يسمح التدوير داخل الشبكة؛ على سبيل المثال الشبكة النحاسية؛ بتثبيت الوصلات في الشبكة؛ على سبيل المثال الشبكة النحاسية؛ لتكون الجسور بشكل فعال بواسطة الطبقة المغطاه (على سبيل المثال الموصلة بشكل كبير) وتمكن اتصال الكامل ثلاثي الأبعاد مع القطب. نتيجة لذلك؛ تكون محتويات أكسيد هي أعلى ما يمكن. في تجسيدات معينة؛ يعتمد إنتاج قطب توزيع الغاز للاختراع أيضا على استبعاد الحشوات التي تعتمد على الفحم و / أو الكريون الأسود أو أشباه الحشو؛ على سبيل المثال؛ الحشو الموصل. المحفز نفسه أو النحاس شجيري (المكون؛ على سبيل JB من خلال تفعيل المحفز) أو مخاليط من الاثنين تعتبر هنا كبديل للفحم. بالإضافة إلى ذلك فإن طريقة الاختراع؛ ولا سيما في التجسيدات؛ لا تحتاج إلى أي مواد سطحية نشطة / مواد توتر سطحي أو مكثفات وإضافات Jie) محسنات التدفق (flow improvers التي تم تعريفها على أنها سموم محفزة. 0 في تجسيدات معينة؛ يكون ارتفاع السرير « للخليط الأول على الحامل في التطبيق في حدود 0.3 مم <> 0.3مم؛ ويفضل 0.5 مم <y> 0.1 مم. في حالة الطبقات المتعددة؛ قد يكون لكل طبقة ارتفاع jp مطابق (؛ لكن يفضل ألا تزيد ارتفاعات السرير لجميع الطبقات على أكثر من 2.0 مم؛ وبفضل أن تزيد عن 1.5 مم؛ ويفضل أكثر من 1 مم. في تجسيدات معينة؛ يكون عرض الفجوة في تطبيق التداول Ho هو ارتفاع الحامل + 740 إلى 7 5 50 من ارتفاع السرير الكلي HE للمخاليط من الطبقات المختلفة؛ على سبيل المثال ارتفاع السرير y للخليط الأول إذا هو الوحيد المستخدم.Later by way of more trading. Instead of that; class; By virtue of the elastic properties; Shattered by more shear forces. Particularly fibrosis can lead to defects in electrode circulation on the layer side; Hence excessively high contents of the link should be avoided. for dry handling application; It is better that the water content in the circulation process corresponds; For example; with ambient humidity at most. For example; The content of water and solvents in the circulation application is less than 75 wt. Thanks to less than 71 wt.; For example » up to 70 wt. in special forms; The copper-containing carrier shall be a copper mesh with a mesh size of 3 mm < » > 0.2 mm; Thanks to be 0.5 mm > » > 1.4 mm; and wire diameter ox is 5m > x > 0.5mm; 0.1 mm > x > 0.25 mm is preferred. Rotation is allowed within the grid; For example, the copper mesh; by installing links in the network; For example, the copper mesh; It is effectively bridged by the overlying layer (eg highly conductive) and enables full three-dimensional contact with the electrode. as a result; The oxide contents shall be as high as possible. in certain embodiments; The production of the gas distribution electrode of the invention is also based on the exclusion of coal-based and/or Creon black fillers or semi-fillers; For example; Conductive padding. The catalyst itself or the dendritic copper (component; eg JB by activation of the catalyst) or mixtures of the two are considered here as an alternative to charcoal. In addition, the method of invention; particularly in embodiments; No need for any surfactants/surfactants or thickeners and additives (Jie) flow improvers that are defined as stimulating toxins. 0.3 mm <> 0.3 mm; preferably 0.5 mm <y> 0.1 mm. In the case of multiple layers, each layer may have a corresponding jp height (; however, it is preferable that the bed heights of all layers not be more than 2.0 mm; Thanks to greater than 1.5 mm; preferably more than 1 mm.In certain embodiments the width of the gap in circulation application Ho is the height of the rack + 740 to 7 5 50 of the total bed height HE of mixtures of different layers; ie the height of the bed y of the first mixture if it is the only one used.
في تجسيدات معينة؛ يتم تنفيذ تطبيق التداول بواسطة صقل. في تجسيدات معينة؛ يكون محتوى النحاس في الخليط 40 على الأقل JA ويفضل أن يكون 50 على الأقل في7 ويفضل 60 على الأقل في من النحاس؛ اعتادا على الخليط. في تجسيدات معينة؛ تتضمن الإضافات الأخرى للخليط ما يلي: على الأقل أكسيد معدني واحد له جهد اختزال أقل من تطور الإيثيلين» ويفضل ALOs, ,7102 2:02 MgO ,700 مادا د00 . و / أو على الأقل مرحلة واحدة بين المعادن الغنية بالتحاس»؛ يفضل أن تكون واحدة على الأقل من المراحل الغنية بالنحاس التي يتم اختيارها من مجموعة الأنظمة الثنائية Cu-AL Cu-Zr, Cu-Y, Cu- Hf, CuCe, Cu-Mg و / أو الأنظمة الثلاثية Cu-Y-Al, Cu-Hf-Al, Cu-Zr-Al, Cu-Al-Mg, Cu-Al-Ce 0 مع محتويات النحاس> 60 في /¢ و / أو معدن واحد على الأقل لتكوين مرحلة بين المعادن الغنية بالنحاس؛ ويفضل أن يكون AL Zr, Y, HI, Ce, Mg أو ما لا يقل عن اثنين من المعادن لتشكيل المراحل ADEN ويفضل Y-Al, Zr-Al, Al-Mg, Al-Ce ,11-1 ؛ بحيث يكون محتوى النحاس هو> 60 في 7؛ و / أو البيروفسكيتات المحتوية على النحاس و / أو البيروفسكيتات المشوية و / أو مركبات 5 البيروفسكيتات - cdlall ald ويفضل YBaxCu3075Xs, ~~ CaCusTisOra, -Lai1.85510.15Cu03.930Clo.0s3, (La,Sr)2CuO4 إضافة المعدن لتشكيل مرحلة بين المعادن الغنية بالنحاس؛ يفضل أن تكون AL Zr, Y, Hf, Ce, Mg أو على الأقل اثتان من المعادن لتشكيل المراحل ADEN وفضل Hf-Al, Zr-Al, Al- بل Mg, Al-Ce ؛ بحيث يكون محتوى النحاس أكثر من 60 في7؛ يمكن أن يتم تنفيذه. على سبيل 0 المثال؛ بالطريقة التي؛ في إنتاج قطب توزيع الغازء يتم بها تشكيل المراحل بين المعادن؛ على سبيل المثال من خلال الذويان المشترك والأكسدة الحرارية؛ ويمكن بعد ذلك أن تختزل بشكل انتقائي» على سبيل المثال بواسطة الوسائل الكهروكيميائية. مع ذلك؛ يتم تنفيذ الذويان المشترك في الخليط هنا وقبل إضافة الرابط. في هذه الحالة؛ يكون هناك التسلسل الذي فيه يضاف المعدن أولا وينصهر مع النحاس قبل إضافة الرابط وأية مواد أخرى للخليط. 5 في تجسيدات معينة؛ يمكن بالتالي تنفيذ عملية الاختراع عن طريق عملية صفل كما هو مبين بشكل تخطيطي في الشكل 2. في هذه الحالة؛ يتم تداول جسيمات المحفز 6 وجسيمات الرابط 7 علىin certain embodiments; Trading application is implemented by refinement. in certain embodiments; The copper content of the mixture shall be at least 40 JA and preferably at least 50 in 7 and preferably at least 60 in JA; They are used to the mixture. in certain embodiments; Other additions to the mixture include: at least one metal oxide having a lower reduction potential than ethylene evolution” preferably ALOs, 7102 , 2:02 MgO , 700 Mada D00 . and/or at least one phase among the copper-rich minerals; Preferably at least one of the Cu-rich phases selected from the combination of Cu-AL Cu-Zr, Cu-Y, Cu- Hf, CuCe, Cu-Mg and/or Cu-Y ternary systems -Al, Cu-Hf-Al, Cu-Zr-Al, Cu-Al-Mg, Cu-Al-Ce 0 with copper contents >60 in ¢ and/or at least one metal to form an inter-metal rich phase with copper; AL preferably Zr, Y, HI, Ce, Mg or at least two metals to form ADEN phases and preferably Y-Al, Zr-Al, Al-Mg, Al-Ce ,11-1; so that the copper content is >60 in 7; and/or copper-containing perovskites and/or denatured perovskites and/or 5-perovskites - cdlall ald preferably YBaxCu3075Xs, ~~ CaCusTisOra, -Lai1.85510.15Cu03.930Clo.0s3, (La,Sr)2CuO4 adding metal to form a phase between copper-rich minerals; AL preferably Zr, Y, Hf, Ce, Mg or at least two metals to form ADEN phases and preferably Hf-Al, Zr-Al, Al- but Mg, Al-Ce ; so that the copper content is more than 60 in 7; It can be implemented. for example 0; which way; In the production of a gas distribution electrode, phases are formed between metals; for example through co-dissolution and thermal oxidation; It can then be reduced selectively, for example by electrochemical means. however; Co-dissolving in the mixture is performed here and prior to the addition of the binder. In this case; There is the sequence in which the metal is added first and fused with the copper before the binder and any other materials are added to the mixture. 5 in certain embodiments; The process of the invention can thus be carried out by means of a sanding process as shown schematically in Figure 2. In this case; Catalyst particles 6 and linker particles 7 are circulated on
سبيل المثال جسيمات بولي تترافلورو إثيلين» على الحامل 8؛ هنا في شكل شبكة نحاسية؛ بمساعدة الصقل 11. في تجسيدات معينة؛ تتم عملية التداول أو الصقل في سرعة الأسطوانة بين 0.3 و 3 دورة في dasa ويفضل 2-0.5 دورة في الدقيقة. في تجسيدات معينة؛ يكون معدل التدفق أو معدل التقدم (من قطب توزيع الغاز في طول في وحدة الطول؛ على سبيل المثال في حالة الصقل) تكون © في المدى من 004 إلى 0:4 م / دقيقة؛ ويفضل 0:07 إلى 0:3 م / دقيقة. من أجل زيادة ضبط مسامية القطب؛ في تجسيدات معينة؛ يمكن إضافة مكملات مسحوق التنحاس لها قطر جسيمات من 50 إلى 600 ميكرومتر» ويفضل 100 إلى 450 ميكرومتر» ويفضل أكثر من 100 إلى 200 ميكرومتر؛ وخاصة إلى الخليط الثاني في حالة تطبيق طبقات متعددة. قطر 0 الجسيمات من هذه المكملات؛ في تجسيدات معينة؛ هو 1 / 1-3 / 10 من سمك الطبقة الكلية للطبقة. بدلا من النحاس؛ قد يكون المكمل أيضا هو مادة خاملة مثل أكسيد معدن. وبهذه الطريقة؛ يمكن تحقيق تشكيل محسن للمسام أو للقنوات. يمكن بالتالي أن fas عملية توضيحية لإنتاج قطب توزيع Gl على سبيل (Jaa على النحو التالي: يمكن أن ينتج قطب توزيع الغاز باستخدام طريقة الصقل الجاف والتي فيها مزيج من البوليمر 5 المتدفق البارد (ويفضل بولي تترافلورو إثيلين) ومسحوق محفز تم تكليسه سابقا يشتمل على النحاس واختياريا المعزز يتم إنتاجه في جهاز خلط مكثف أو على نطاق المختبر مع مطحنة سكين knife mill (هكلا). قد يتبع إجراء الخلط على سبيل المثال؛ الإجراء التالي؛ ولكن بدون تقييد: الطحن / الخلط لمدة 30 ثانية وإيقاف لمدة 15 ثانية لمدة 6 دقائق؛ تعتمد هذه الأشكال؛ على سبيل المثال؛ على مطحنة السكين مع إجمالي تحميل 50 جم. بعد عملية الخلطء يعطي المسحوق المختلطة قوام 0 لزج SLB مع تليف؛ على سبيل المثال؛ من الرابطء على سبيل المثال بولي تترافلورو إثيلين. وفقا لكمية المسحوق أو البوليمر / طول السلسلة المختارء قد يكون هناك أيضا تباين في وقت الخلط قبل تحقيق هذه الحالة. يكون لخليط المسحوق الذي تم الحصول عليه في وقت لاحق متناثر أو منخول على الشبكة النحاسية التي لها حجم شبكة > 0.5 مم و <1.0 مم وقطر سلك 0.25-0.1 مم في سمك سرير من 1 مم. 5 ثم يتم سحب خليط مسحوق الذي تم تطبيقه؛ على سبيل المثال» مع شريط طلاء. يمكن تكرار هذه العملية أكثر من مرة حتى الحصول على طبقة متجانسة. بدلا من ذلك؛ يمكن تكوير خليط مسحوقeg “polytetrafluoroethylene” particles on holder 8; Here in copper mesh form; assisted refinement 11. in certain embodiments; The rolling or polishing process takes place at a roller speed between 0.3 and 3 rpm in dasa, preferably 0.5-2 rpm. in certain embodiments; The flow rate or rate of advance (from the gas distribution electrode in a length per unit length; eg in the case of polishing) is in the range 0.004 to 0:4 m/min; 0:07 to 0:3 m/min is preferred. In order to further adjust the porosity of the electrode; in certain embodiments; Copper powder supplements may have a particle diameter of 50 to 600 µm »preferably 100 to 450 µm » and more preferably 100 to 200 µm; Especially to the second mixture if applying multiple layers. 0 particle diameter of these supplements; in certain embodiments; It is 1/1-3/10 of the total layer thickness of the layer. instead of copper; The complement may also be an inert substance such as a metal oxide. In this way; An improved formation of pores or channels can be achieved. An illustrative process for producing a Gl distributing electrode (Jaa) can thus be illustrated as follows: The gas distributing electrode can be produced using the dry polishing method in which a mixture of cold-flowing polymer 5 (preferably polytetrafluoroethylene) and a catalyst powder Previously calcined comprising copper and optionally augmented Produced in an intensive mixing apparatus or on a laboratory scale with a knife mill (HCL).The mixing procedure for example may follow the following procedure, but without limitation: Milling/Mixing for 30 sec on and 15 sec off for 6 min These formats are based eg on a knife mill with a total load of 50g After mixing the mixed powder gives a viscous 0 consistency SLB with fibrosis eg of binder eg Example Polytetrafluoroethylene.According to the amount of powder or polymer/chain length chosen there may also be a variation in the mixing time before this condition is achieved.The powder mixture obtained later has to be scattered or sieved on the copper grating having a mesh size of >0.5mm and <1.0 mm wire diameter of 0.25-0.1 mm in a bed thickness of 1 mm. love the powder mixture that was applied; For example» with paint tape. This process can be repeated more than once until a homogeneous layer is obtained. Instead of that; Powder mixture can be pelleted
أثناء أو بعد عملية الخلط من أجل الحصول على المواد القابلة للسكب ؛ على سبيل المثال لها قطر الكتلة من 0.05 إلى 0.2 مم. حتى لا يتدفق المسحوق خلال الشبكة؛ يمكن غلق الجانب العكسي من شبكة النحاس بفيلم لا يخضع لمزيد من القيود. يتم ضغط الطبقة المحضرة بمساعدة أجهزة التداول ذات اللفتين (الصقل). تتميز عملية التداول نفسها بأنها خزان من أشكال مواد المنبع من التداول. سرعة اللف تكون بين 2-0.5 دورة في الدقيقة وبتم تعديل عرض الفجوة إلى ارتفاع الحامل + 740 إلى 750 من ارتفاع السرير HF من مسحوق» أو يتوافق تقريبا مع سمك الشبكة + 0.1- 0.2 مم بالفعل. بالإضافة إلى ذلك؛ يمكن Lad أن يكون الصقل ساخن. تعطى الأفضلية لدرجات الحرارة في نطاق 200-20 درجة مئوية؛ ويفضل 20 - 50 درجة Agia 10 يمكن معالجة المحفز نفسه قبل التطبيق في مرحلة الصقل ccalcined state على سبيل المثال أيضا كسلائف أكاسيد المعادن؛ أو بالفعل في الحالة المختزلة. من الممكن أن تكون المخاليط في شكلين. يكون هذا صحيح أيضا في حالة المراحل بين المعدنية أو الأسطح الموصوفة؛ ويمكن استخدامها أيضا في شكل أكسيد أو في حالة معدنية. علاوة على ذلك؛ فإنه ليس من المستبعد أن يتم تكلس القطب كصقل في وقت لاحق؛ على سبيل المثال في 360-300 درجة مئوية لمدة 5 إلى 15 دقيقة. 5 .من المفيد لقطب توزيع الغاز للاختراع» وخاصة في حالة الأقطاب المحفزة النحاسية الانتقائية للهيدروكريون» أن يتم تطبيق طبقة النحاس- بولي تترافلورو إثيلين الأساسية كطبقة كطبقة ثانية للاتصال أفضل مع المواد النانوية؛ مع الحفاظ في الوقت نفسه على المسامية العالية . يمكن أن تتميز الطبقة الأساسية بتوصلية عالية clas على سبيل المثال 7 ميللي أوم / سم أو أكثر؛ ويفضل أن يكون لها مسامية عالية؛ على سبيل المثال 770-50 وخاصية كارهة للماء. يمكن اختيار محتوى 0 الرابط» على سبيل المثال بولي تترافلورو إثيلين» على سبيل المثال؛ بين 730-3 بالوزن؛ على سبيل المثال 730-10 بالوزن. يمكن أن تكون طبقة النحاس المتوسطة كطبقة ثانية نشطة محفزة في منطقة التداخل مع طبقة المحفز كطبقة أولى؛ وتمثل بصفة خاصة منطقة اتصال كهريائي أفضل للمحفزات الكهربية ويمكن أن تحسين توافر ثاني أكسيد PUY بسبب المسامية العالية. بمساعدة هذا الأسلوب؛ يمكن خفض الكمية المطلوبة من المحفز بواسطة عامل من 30-20. يمكن؛ في خطوة 5 أولى؛ أن يتحرف خليط المحفز الكهربي / الرابط (مثل بولي تتراظورو إثيلين) إلى الجانب العكسي من الموزع الحالي ويتم صقله. وبالإضافة إلى ذلك من الممكن أيضا تطبيق متغير الطبقة-2 الذيduring or after the mixing process in order to obtain the pourable material; For example it has a block diameter of 0.05 to 0.2 mm. so that the powder does not flow through the mesh; The reverse side of the copper mesh can be sealed with a film that is not subject to further restrictions. The prepared layer is compacted with the help of two-roll circulation (polishing) devices. The trading process itself is characterized as a reservoir of upstream material form of circulation. Winding speed is between 0.5-2 rpm and the gap width is adjusted to the height of the stand + 740 to 750 of the bed height “HF of powder” or roughly corresponds to the mesh thickness + 0.1- 0.2 mm already. in addition to; Lad can be hot burnished. Preference is given to temperatures in the range of 20-200 ° C; Preferably 20 - 50 ° Agia 10 The catalyst itself can be processed before application in the calcined state for example also as precursors of metal oxides; or already in the reduced state. The mixtures can be in two forms. This is also true in the case of phases between metallic or lined surfaces; It can also be used in the oxide form or in the metallic state. Furthermore it; It is not excluded that the electrode can be calcined as a polish at a later time; eg at 360-300°C for 5 to 15 minutes. 5. It is advantageous for the gas distribution electrode of the invention, particularly in the case of the hydrocorion selective copper catalyst electrodes, to apply the copper-PTFE base layer as a second layer for better contact with the nanomaterials; while maintaining high porosity. The base layer can have a high conductivity clas for example 7 mOhm/cm or more; preferably with high porosity; For example 770-50 has hydrophobic property. 0 link content can be selected» for example polytetrafluoroethylene» for example; between 730-3 wt; For example 730-10 wt. The intermediate copper layer as the second active layer can be catalyst in the overlapping region with the catalyst layer as the first layer; In particular, it represents a better electrode contact area for electrocatalysts and can improve the availability of PUY due to its high porosity. With the help of this method; The required amount of catalyst can be reduced by a factor of 20-30. maybe; In step 5 first; The electrocatalyst/binder mixture (eg polytetrazoroethylene) is deflected to the reverse side of the current distributor and polished. In addition it is also possible to apply a layer-2 variant which
تم وصفه بأنه طبقة مزدوجة. يجب معالجة الرابط المستخدم بشكل خاص بولي تترافلورو إثيلين ؛ في تجسيدات خاصة؛ في مطحنة السكين لتشكيل الألياف. وجد أن مساحيق بولي تترافلورو إثيلين المناسبة الخاصة هي؛ على سبيل المثال» 9205 Dyneon® TF و 1750 -Dyneon® TF من أجل تعزيز هذا التأثير؛ قد يتم خلط المواد الحاكة الصلبة في مدى بين 750-0 بالوزن. فيما يلي أمثلة على المواد المناسبة: SiC, BoC, ALO (اكسيد الألمونيوم عالي الجودة)؛ 5:02 (الزجاج المسحوق)؛ يفضل أن يكون في حجم الحبوب من 150-50 ميكرومتر. يستند إنتاج قطب توزيع الغاز مع رابط الانتشار المعتمد على الرابط (على سبيل المثال عتمد على بولي تترافلورو إثيلين) إلى طبقات متعددة لا يمكن النظر فيها بمعزل عن بعضها «andl ولكن يفضل أن يكون لها منطقة تداخل لها أقصى اتساع في المناطق الحدودية؛ مثال 20-1 ميكرومتر.It has been described as a double layer. The binder used must be specially treated with polytetrafluoroethylene; in private embodiments; in a knife mill to form fibres. It was found that the special suitable polytetrafluoroethylene powders are; For example » 9205 Dyneon® TF and 1750 -Dyneon® TF In order to enhance this effect; Solid abrasives may be mixed in the range between 0-750 wt. The following are examples of suitable materials: SiC, BoC, ALO (high quality corundum); 5:02 (crushed glass); Preferably in a grain size of 50-150 μm. The production of a gas distribution electrode with a linker-dependent diffusion bond (eg based on polytetrafluoroethylene) is based on multiple layers that cannot be considered in isolation “andl” but preferably have an overlapping region of maximum amplitude in the boundary regions; Example 1-20 µm.
0 كما تشتمل طريقة البناء المكون من طبقتين على خيار الاستغناء عن مواد الريط كطبقة أولى داخل طبقة Gia) مما يعني أنه من الممكن تحقيق توصيلية كهريائية أفضل. يمكن أيضا معالجة الجسيمات مسحوق اللدنة أو الهشة جدا. لا يكون هذا ممكن في بناء الطبقة الواحدة. في حالة المحفزات الحساسة الميكانيكية ؛ يمكن الاستغناء عن خطوة عملية مطحنة السكين؛ مما يعني أن المحفز يظل بدون تغيير حيث يمكن تجنب الإجهاد الميكانيكي الناجم عن عملية الخلط.0 The two-layer construction method also includes the option to dispense the binder as a first layer within the Gia layer) which means that better electrical conductivity can be achieved. It can also process very brittle or ductile powder particles. This is not possible in a single class building. In the case of mechanical sensitive stimuli; The knife mill process step can be dispensed with; This means that the catalyst remains unchanged as the mechanical stress caused by the mixing process can be avoided.
5 يمكن إختيارايا إجراء التنشيط الكهروكيميائي لاحق للقطب الذي تم الحصول عليه؛ في تجسيدات معينة؛ على سبيل المثال عن طريق التنشيط الكيميائي أو الكهروكيميائي؛ ولا يكون هذا مقيدا بشكل خاص. قد يؤدي إجراء التنشيط الكهروكيميائي إلى اختراق الكاتيونات للملح الموصل للكهرباء إلى الإلكتروليت (على سبيل المثال (KHCO3, K2SOs, 11011005, KBr, NaBr في قنوات قطب توزيع الغاز الكارهة للماء؛ ويالتالي خلق مناطق كارهة للماء. يكون هذا التأثير مفيد بشكل خاص ولم يتم5 It is optionally possible to perform post-electrochemical activation of the obtained electrode; in certain embodiments; for example by chemical or electrochemical activation; This is not particularly restrictive. The electrochemical activation procedure may result in cations of the conductive salt penetrating into the electrolyte (e.g. (KHCO3, K2SOs, 11011005, KBr, NaBr) in the hydrophobic gas distribution electrode channels; thus creating hydrophobic regions. This effect is particularly beneficial and is not Complete
0 وصفه حتى الآن في الأدب. في جانب آخرء يتعلق الاختراع الحالي بخلية التحليل الكهربائي المشتملة على قطب توزيع الغاز للاختراع؛ والذي يفضل استخدامه ككاثود cathode في تجسيدات معينة؛ يمكن تشغيل أقطاب توزيع الغاز للاختراع على dag التحديد في مواد التحليل الكهربي للطبق plate electrolyzers إن المكونات الأخرى للخلية التحليل الكهريائي؛ على سبيل المثال الأنود anode اختياريا غشاء واحد0 described so far in the literature. In another aspect the present invention relates to the electrolytic cell comprising the gas distribution electrode of the invention; which is preferred as a cathode in certain embodiments; The gas distribution electrodes of the invention can be operated specifically dag in plate electrolyzers. The other components of the electrolytic cell; For example, the anode is optionally a single film
5 أو أكثرء مدخل (مداخل) ومخرج (مخارج)؛ ومصدر الجهد الخ؛ والمزيد من الأجهزة الاختيارية مثل وحدات التبريد أو التسخين ؛ لا تكون مقيدة بشكل خاص وفقا للاختراع» كما أنها لا تحتوي على5 or more entrance(s) and exit(s); voltage source etc.; and more optional devices such as cooling or heating units; are not particularly restrictive according to the invention; nor do they contain
الأنوليت 05 و | أو الكاثوليت catholytes المستخدمة في خلية تحليل كهربائي كهذه؛ وتستخدمAnolite 05 and | or the catholytes used in such an electrolytic cell; And used
خلية التحليل الكهريائي في تجسيدات معينة على جانب الكاثود لاختزال ثاني أكسيد الكريون.The electrolytic cell in certain embodiments is on the cathode side for the reduction of carbon dioxide.
في سياق pla) شكل مساحة الأنود ومساحة الكاثود أيضا لا يكون مقيد بشكل خاص.In the context of pla) the shape of the anode area and the cathode area also is not particularly restricted.
توضح الأشكال 4 إلى 6 التكوينات التوضيحية للبناء JE لخلية التحليل الكهريائي النموذجية ومساحات الأنود والكاثود المحتملة.Figures 4 to 6 show schematic configurations of the JE construction of a typical electrolytic cell and the possible anode and cathode spaces.
يحدث الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون على سبيل المثال؛ في خلية التحليل الكهريائيThe electrochemical reduction of carbon dioxide, for example, occurs; in the electrolytic cell
النموزجية التي تتكون عادة من مساحة الأنود والكاثود. تظهر الأشكال من 4 إلى 6 التالية أمثلةTypically consisting of an anode and cathode space. The following Figures 4 through 6 show examples
على الترتيب المحتمل للخلية. لكل من هذه الترتيبات الخلوية؛ يكون من الممكن استخدام قطب توزيعon the potential arrangement of the cell. For each of these cellular arrangements; It is possible to use a distribution pole
الغاز للاختراع» على سبيل المثال الكاثود.Gas of the invention» eg cathode.
0 على سبيل المثال؛ يتم تكوين مساحة الكاثود 17 في الشكل 4 بحيث يتم توفير الكاثوليت من الأسفل ثم تترك مساحة الكاثود ]1 في الأعلى. بدلا من ذلك؛ يمكن أيضا أن يتم توفير الكاثوليت من أعلى؛ كما هو الحال في؛ على سبيل المثال؛ أقطاب فيلم السقوط. في الأنود A الذي يتصل كهربائيا بالكاثود K عن طريق مصدر الطاقة لتوفير الجهد للتحليل الكهريائي؛ أكسدة المادة التي يتم توفيرها من أسفل؛ على سبيل المثال؛ مع الأنوليت تحدث في مساحة الأنود of والأنوليت جنبا إلى جنب مع0 for example; The cathode space 17 in Figure 4 is configured such that the catholyte is supplied from below and then the cathode space [1] is left on top. Instead of that; The catholyte can also be supplied from above; As is the case in; For example; Falling film electrodes. at the anode A which is electrically connected to the cathode K by means of a power source to provide voltage for electrolysis; oxidation of the material supplied from below; For example; With anolite occurring in the space of the anode and the anolite along with
5 منتج الأكسدة ثم يترك مساحة الأنود. في بناء 3 غرف الموضح في الشكل 4؛ من الممكن بالإضافة إلى ذلك أن يتم نقل celal Sle على سبيل المثال ثاني أكسيد الكريون» خلال قطب توزيع الغاز في مساحة الكاثود 17 للاختزال. على الرغم من أنها غير موضحة؛ يمكن تصور تجسيدات الأنود المسامي بدلا من ذلك. في الشكل 4؛ يتم فصل المساحات 1 و 11 من قبل الغشاء eM النقيض من ذلك؛ في بناء الشكل 5 غشاء تبادل البروتون (PEM) proton exchange membrane (البروتون5 The oxidation product then leaves the anode space. In the 3-room construction shown in Figure 4; In addition, it is possible that celal Sle, for example, carbon dioxide, is transported through the gas distribution electrode in the cathode space 17 for reduction. Although it is not shown; Porous anode embodiments can be visualized alternatively. in Figure 4; Spaces 1 and 11 are separated by the eM membrane in contrast; In the construction of Fig. 5 the proton exchange membrane (PEM).
0 أو غشاء التبادل ١ لأيوني (ion exchange membrane ؛ يكون قطب توزيع الغاز 1 و الأنود المسامي A porous anode مجاورين بشكل مباشر للغشاء 84 والذي من خلاله يتم فصل مساحة الأنود I عن مساحة الكاثود LIT يتطابق البناء الوارد في الشكل 6 مع شكل المختلط من بناء الشكل 4 وبناء الشكل 5 حيث يتم توفير البناء مع قطب توزيع الغاز كما هو مبين في الشكل 4 على Gila الكاثوليت» في حين أن البناء الوارد في الشكل 5 يتم توفيره على جانب الأنوليت. سوف موضع0 or the ion exchange membrane 1; the gas distribution electrode 1 and the porous anode A are directly adjacent to the membrane 84 through which the anode space I is separated from the cathode space LIT The construction in Fig. 6 is identical to the mixed form of the construct of Fig. 4 and construct of Fig. 5 where the construction is provided with the gas distribution electrode as shown in Fig. 4 on the “Gila catholyte” while the construction in Fig. 5 is provided on the anolite side placement will
5 تقدير أن الأشكال المختلطة أو التكوينات الأخرى من مساحات القطب كما هو موضح عن طريق المثال يمكن تصورها. كما يمكن تصور التجسيمات بدون غشاء. في تجسيدات معينة؛ قد يكون5 Estimate that mixed shapes or other configurations of electrode spaces as shown by example are conceivable. Solidifications can also be visualized without a membrane. in certain embodiments; may be
الإلكتروليت على جانب الكاثود والإلكتروليت على جانب الأنود متطابقين؛ وقد لا تحتاج خلية التحليل الكهربائي / وحدة التحليل الكهربائي electrolysis unit إلى غشاء. مع ذلك؛ فإنه لا يستبعد أن خلية التحليل الكهريائي في Jie هذه التجسيدات يكون لديها celia على الرغم من أن هذا يكون مرتبط بتكلفة إضافية وإزعاج فيما يتعلق بالغشاء وأيضا بالجهد المطبق. إختيارايا يمكن أيضا أن يتم خلط الكاثوليت والأنوليت مرة أخرى خارج خلية التحليل الكهربائي. الأشكال 4 إلى 6 هي رسوم تخطيطية. يمكن أيضا الجمع بين خلايا التحليل الكهربائي من الأشكال 4إلى 6 لتشكيل المتغيرات المختلطة. على سبيل المثال؛ قد يتم تكوين مساحة الأنود LIAS نصف غشاء تبادل البروتون ؛ كما هو الحال في الشكل 5؛ في حين تتكون مساحة الكاثود من نصف الخلية المحتوية على حجم إلكتروليت معين بين الغشاء والقطب الكهريائي؛ كما هو مبين في الشكل 4. في 0 تجسيدات معينة؛ تكون المسافة بين القطب والغشاء صغيرة جدا أو 0 عندما يكون الغشاء مسامي ويتضمن تغذية الإلكتروليت. قد يكون الغشاء أيضا تكوين متعدد الطبقات؛ بحيث يتم تمكين التغذية المنفصلة للأنوليت وللكاثوليت. يتم تحقيق آثار الفصل في Alla الإلكتروليتات calla) على سبيل المثال» من خلال الطبقة البينية الكارهة للماء . مع ذلك يمكن ضمان التوصيلية إذا تم دمج المجموعات الموصلة في طبقات الفصل من هذا النوع. قد يكون الغشاء هو غشاء وصل الأيونات -100 «conducting membrane 5 أو الفاصل الذي يؤدي فقط إلى الفصل الميكانيكي» ويكون قابل للنفاذ إلى الكاتيونات والأنيونات. استخدام قطب توزيع الغاز للاختراع يجعل من الممكن بناء قطب الثلاث مراحل. على سبيل المثال؛ يمكن توجيه الغاز من الخلف نحو الجانب الأمامي النشط كهربائيا للقطب من أجل إجراء التفاعل الكهروكيميائي electrochemical reaction هناك. في تجسيدات معينة؛ قد يكون هناك أيضا تدفق 0 على طول gall الخلفي من قطب توزيع Gla وهذا يعني أن الغاز Jie ثاني أكسيد الكربون يوجه على طول الجانب الخلفي من قطب توزيع الغاز بالنسبة للإلكتروليت؛ Ag هذه الحالة يمكن للغاز أن يخترق خلال مسام قطب توزيع الغاز (Sang إزالة المنتج في الجزء الخلفي. يفضل أن يكون تدفق الغاز في حالة التدفق العكسي هو عكس تدفق الإلكتروليت؛ حتى يمكن دفع أي سائل يمر خلاله بعيدا بالقوة. في هذه الحالة أيضاء يكون وجود فجوة بين قطب توزيع الغاز والغشاء كخزان إلكتروليت electrolyte reservoir 5 مفيد .The electrolyte on the cathode side and the electrolyte on the anode side are identical; The electrolysis cell/electrolysis unit may not require a membrane. however; It is not excluded that the Jie electrolytic cell in these embodiments would have celia although this would be associated with additional cost and inconvenience in respect of the membrane as well as the applied voltage. Optionally the catholyte and anolyte can also be mixed again outside the electrolysis cell. Figures 4 to 6 are schematics. The electrolysis cells of Figures 4 to 6 can also be combined to form mixed variants. For example; The LIAS anode space may be composed of a half proton exchange membrane; As in Figure 5; While the cathode area consists of half of the cell containing a certain volume of electrolyte between the membrane and the electrode; As shown in Figure 4. In 0 particular embodiments; The distance between the electrode and the membrane is very small or 0 when the membrane is porous and includes a feed electrolyte. The membrane may also have a multilayered configuration; So that separate feeding for anolite and catholyte is enabled. The separation effects are achieved in the electrolytes (Alla calla) for example” through the hydrophobic interlayer. However, connectivity can be ensured if conductive groups are integrated into separation layers of this type. The membrane may be a “conducting membrane 5-100” or a separator that performs only mechanical separation and is permeable to cations and anions. The use of a gas distribution electrode of the invention makes it possible to construct a three-phase electrode. For example; The gas can be directed from the back towards the electroactive front side of the electrode in order to carry out the electrochemical reaction there. in certain embodiments; There may also be a flow of 0 along the posterior gall of the Gla distribution electrode This means that the gas Jie CO is directed along the back side of the gas distribution electrode relative to the electrolyte; Ag In this case the gas can penetrate through the pores of the gas distributing electrode (Sang) product removal at the rear. In the reverse flow case the gas flow is preferably opposite to the electrolyte flow so that any liquid passing through can be forcibly pushed away. In this case Also, the presence of a gap between the gas distribution electrode and the membrane as an electrolyte reservoir 5 is useful.
بفضل المسامية الكافية لقطب توزيع ll يمكن تشغيل وضعين هما: متغير (متغيرات) خلية واحد يتيح التدفق النشط مباشر للغاز مثل ثاني أكسيد الكربون من خلال قطب توزيع الغاز. تتم إزالة المنتجات التي تم تشكيلها من خلية التحليل الكهريائي من خلال منفذ الكاثوليت catholyte outlet وفصلها عن الإلكتروليت السائل في فاصل مرحلة المصب. لهذا الأسلوب عيب وهو الضغط الميكانيكي العالي على قطب توزيع الغاز والدفع الشديد الجزئي أو الكلي للإلكتروليت خارج المسام. وجد أنه من العيوب أيضا ارتفاع وجود الغاز في مساحة الإلكتروليت ونزوح الإلكتروليت. بالنسبة لطريقة التشغيل؛ بالإضافة إلى ذلك؛ هناك حاجة إلى زيادة فائض ثاني أكسيد الكريون. في تجسيدات خاصة؛ يكون للأقطاب توزيع للغاز فقط مسامية> 770 ويكون الاستقرار الميكانيكي المرتفع مناسب لهذا النمط من العمليات. يصف البديل الثاني للخلية طريقة التشغيل التي يتدفق فيها ثاني أكسيد 0 الكربون داخل المنطقة الخلفية من قطب توزيع الغاز بحكم ضغط الغاز المعدل. ينبغي اختيار ضغط الغاز هنا بحيث يساوي الضغط الهيدروستاتيكي للإلكتروليت في الخلية؛ بحيث لا ينفذ أي للإلكتروليت خلاله بالقوة. التحويل العالي لغاز التفاعل المستخدم هي spe أساسية لمتغير lal على سبيل المثال ثاني أكسيد الكريون؛ بالمقارنة بمتغير التدفق. من أجل منع مرور الإلكتروليت من خلال قطب توزيع الغازء من الممكن تطبيق ald على Gils 5 قطب توزيع الغاز البعيد عن الإلكتروليت؛ أي على الحامل؛ على سبيل JB شبكة؛ من أجل منع الإلكتروليت من المرور إلى الغاز. يمكن توفير الفيلم هنا بشكل مناسب وغير كاره للماء على سبيل المثال. في تجسيدات معينة؛ تحتوي خلية التحليل الكهربائي على غشاء يفصل مساحة الكاثود ومساحة الأنود لخلايا التحليل الكهربائي من أجل منع خلط الإلكتروليتات. الغشاء غير مقيد بشكل (pals شريطة 0 أن يفصل مساحة الكاثود ومساحة الأنود. بشكل أكثر تحديدا؛ فإنه يمنع أساسا مرور الغازات التي تتشكل عند الكاثود و / أو الأنود خلال مساحة الأنود أو الكاثود الفضاء. يكون الغشاء المفضل هو غشاء التبادل الأيوني؛ على سبيل المثال في شكل معتمد على البوليمر. المواد المفضلة لغشاء التبادل ١ لأيوني هي بوليمر ol) فلورو إيثيلين سلفوني sulfonated tetrafluoroethylene polymer «Nafion® Jie على سبيل المثال 115 .Nafion® بالإضافة إلى أغشية البوليمر polymer cmembranes 5 من الممكن أيضا استخدام الأغشية الخزفية ceramic membranes على سبيل المثالWith sufficient porosity of the distribution electrode ll two modes can be operated: Single cell variable(s) allowing direct active flow of gas such as CO2 through the gas distribution electrode. The formed products are removed from the electrolysis cell through the catholyte outlet and separated from the liquid electrolyte in the downstream stage separator. This method has the disadvantage of high mechanical stress on the gas distribution electrode and severe partial or total pushing of the electrolyte out of the pores. It was also found that the high presence of gas in the electrolyte space and the displacement of the electrolyte were among the defects. For the method of operation; in addition to; An excess of carbon dioxide is needed. in private embodiments; The electrodes have a gas-only distribution, porosity >770 and high mechanical stability is suitable for this mode of operation. The second variant of the cell describes the mode of operation in which 0 carbon dioxide flows into the back region of the gas distribution electrode by virtue of the modified gas pressure. The gas pressure here should be chosen to equal the hydrostatic pressure of the electrolyte in the cell; So that no electrolyte penetrates through it by force. The high conversion of the reaction gas used is a primary spe of the lal variable eg carbon dioxide; compared to the flow variable. In order to prevent the passage of the electrolyte through the gas distribution electrode it is possible to apply ald to the Gils 5 gas distribution electrode away from the electrolyte; that is, on the pregnant woman; For example JB network; In order to prevent the electrolyte from passing into the gas. The film can be provided here in a suitable and non-hydrophobic form eg. in certain embodiments; The electrolysis cell has a membrane separating the cathode space and the anode space of the electrolysis cells in order to prevent mixing of the electrolytes. The membrane is not constrained in the form of pals 0 provided it separates the cathode space and the anode space. More specifically; it essentially prevents the passage of gases that form at the cathode and/or anode through the anode space or cathode space. The preferred membrane is the ion exchange membrane; Example in a polymer-based form. Preferred materials for 1-ion exchange membranes are ol) sulfonated tetrafluoroethylene polymer “Nafion® Jie” eg Nafion® 115 as well as polymer membranes. polymer cmembranes 5 It is also possible to use ceramic membranes, for example
البوليمرات المذكورة في براءة الاختراع الأوربية رقم 1685892 أ1 و / أو محملة بالزركونيا؛ علىPolymers mentioned in EP No. 1,685,892 A1 and/or loaded with zirconia; on
سبيل المثال عديد السالفونات .polysulfones بالمثل لا تقتصر المواد للأنود بشكل خاص وتعتمد في المقام الأول على التفاعل المطلوب. تشمل مواد الأنود anode materials التوضيحية على البلاتين platinum أو سبائك البلإتين platinum calloys 5 والبلاديوم palladium أو سبائك البلاديوم palladium alloys والكريون الزجاجي glassy carbon كما أن مواد الأنود الإضافية هي أيضا أكاسيد موصلة TiO, Jie المعالج وغير المعالج وأكسيد القصدير الإنديوم (ITO) indium tin oxide وأكسيد القصدير المعالج بالفلور fluorine- (FTO) doped tin oxide وأكسيد الزنك المعالج بالألومنيوم (AZO) aluminum-doped zinc oxide وأكسيد الإيريديوم iridium oxide وما إلى ذلك. يمكن أيضا أن تطبق المركبات النشطة المحفة فقطeg Polysulfones Likewise, materials for the anode are not specifically limited and depend primarily on the reaction required. Illustrative anode materials include platinum or platinum calloys 5, palladium or palladium alloys, and glassy carbon. Additional anode materials are also oxides. Conductive TiO, Jie treated and untreated, indium tin oxide, fluorine- (FTO) doped tin oxide, AZO aluminum-doped zinc oxide iridium oxide, etc. Only catalyst active compounds may also be applied
0 بشكل سطحي في منهجية الأغشية daa) على سبيل المثال على حامل التيتانيوم titanium carrier يمكن أيضا الجمع بين خلايا التحليل الكهربائي من الأشكال 4 إلى 6 لتشكيل المتغيرات المختلطة. على سبيل المثال؛ يمكن تكوين مساحة الأنود كغشاء تبادل البروتون نصف الخلية؛ في حين تتكون مساحة الكاثود من نصف الخلية التي تحتوي على حجم إلكتروليت معين بين الغشاء والقطب الكهربائي. في الحالة المثالية؛ تكون المسافة بين القطب والغشاء صغيرة جدا أو 0 عندما يكون0 superficially in the daa membrane methodology) eg on a titanium carrier The electrolytic cells of Figures 4 to 6 can also be combined to form mixed variants. For example; The anode space can be configured as a half-cell proton exchange membrane; Whereas the cathode space consists of one half of the cell which contains a certain volume of electrolyte between the membrane and the electrode. in the ideal case; The distance between the electrode and the membrane is very small or 0 when it is
الغشاء مسامي ويتضمن تغذية الإلكتروليت. قد يكون الغشاء أيضا هو تكوين متعدد الطبقات؛ بحيث يتم تمكين التغذية المنفصلة للأنوليت والكاثوليت. يتم تحقيق آثار الفصل في حالة الإلكتروليت All) على سبيل المثال؛ من خلال كره الطبقة البينية للماء. مع ذلك يمكن ضمان التوصيلية إذا تم دمج المجموعات الموصلة في طبقات الفصل من هذا النوع. قد يكون الغشاء هو غشاء توصيل الأيونات؛ أو فاصل يؤدي إلى الفصل الميكانيكي فقط.The membrane is porous and contains an electrolyte feed. The membrane may also be a multilayered configuration; So that separate feeding of anolyte and catholyte is enabled. Separation effects are achieved in the case of All electrolyte) eg; By hydrophobic interlayer. However, connectivity can be ensured if conductive groups are integrated into separation layers of this type. The membrane may be the ion conduction membrane; or a separator leading to mechanical separation only.
0 تتوزيع غاز التفاعل؛ على سبيل المثال ثاني أكسيد الكريون» خلف قطب توزيع الغاز للاختراع» أي على جانب (JU يمكن توفير غرف توزيع الغاز المختلفة؛ التي يوجد بها غرفتي توزيع غاز تم توضيحهم في الشكلين 7 و 8. يمكن توفيرها من أجل زيادة وقت إقامة غاز التفاعل مثل ثاني أكسيد الكريون والتحويل المرتبط به. يمكن للموزعين الغاز؛ وخاصة في Alla قطب توزيع الغاز مع التدفق الخلفي؛ أن تسهم في تعزيز نقل الكتلة عبر منطقة القطب electrode area بأكمله.0 reaction gas distribution; For example, the carbon dioxide “behind the gas distribution electrode of the invention”, that is, on the JU side, different gas distribution chambers can be provided, in which there are two gas distribution chambers shown in Figures 7 and 8. They can be provided in order to increase the residence time of the reaction gas Gas distributors, especially in the Alla gas distribution electrode with back flow, can contribute to enhanced mass transfer across the entire electrode area.
تتصل الجوانب الأخرى من الاختراع الحالي بنظام التحليل الكهريائي الذي يشتمل على قطب الإختراع أو خلية التحليل الكهربائي للاختراع» واستخدام قطب توزيع الغاز للاختراع في خلية التحليل الكهربائي أو نظام التحليل الكهربائي. كما أن المكونات الإضافية لنظام التحليل الكهريائي لا تقتصر على ذلك ويمكن توفيرها بشكل مناسب. يمكن دمج التجسيدات والإنجازات والتطورات المذكورة أعلاه؛ إذا أمكن؛ مع بعضها البعض كما هو مطلوب. تشتمل التشكيلات والتطورات والتطبيقات الأخرى للاختراع أيضا تركيبات لم تذكر صراحة لملامح الاختراع الموصوفة أعلاه أو موصوفة فيما يلي فيما يتعلق بأمثلة العمل. وعلى وجه الخصوص؛ فإن الشخص الماهر في المجال سيضيف أيضا جوانب فردية كتحسينات أو مكملات للشكل الأساسي للاختراع الحالي. يرد وصف للاختراع Led يلي ببعض التجسيدات التوضيحية؛ بدون تقييد الاختراع. الأمثلة تم إجراء جميع التجارب وكذلك أمثلة المقارنة والأمثلة في درجة حرارة الغرفة من حوالي 20 درجة مئوية -25 درجة مئوية؛ ما لم ينص على خلاف ذلك. 5 بالمثل لم يكن الضغط في الأمثلة المقارنة والأمثلة متنوعاء لكنه ترك في ضغط الغرفة (حوالي 3. بار). تم تسجيل البيانات التفصيلية الإضافية للأمثلة المقارنة ذات الصلة أو للأمثلة. الأمثلة المقارنة (التجارب السلبية) Jd المقارن 1 0 في المثال المقارن 1؛ تم إنتاج قطب توزيع الغاز متعدد الطبقات وفقا لتعليمات R R.Other aspects of the present invention relate to the electrolysis system comprising the electrode of the invention or the electrolysis cell of the invention” and the use of the gas distribution electrode of the invention in the electrolysis cell or electrolysis system. Additional components of the electrolysis system are not limited to this and can be provided appropriately. The above incarnations, achievements and developments may be combined; if possible; with each other as required. Further variations, developments and applications of the invention also include combinations not expressly stated of the features of the invention described above or described hereinafter in connection with working examples. In particular; The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or supplements to the basic form of the present invention. The invention Led is described below with some illustrative embodiments; without limitation of the invention. Examples All experiments as well as comparison examples and examples were performed at room temperature of approximately 20°C-25°C; Unless otherwise specified. 5 Likewise the pressure in the comparison and examples was not varied but left at room pressure (about .3 bar). Additional detailed data were recorded for relevant comparative examples or examples. Comparative examples (negative experiences) Comparative Jd 1 0 In comparative example 1; The multilayer gas distribution electrode was produced according to the instructions of R R.
Cook .(J.Cook.
Electrochem.electrochem.
Soc. 1990, 137, 2) تم إنتاج طبقة نقل الغاز الكاره للماء وفقا للنشر: 5 جم من Vulkan XC 72 و 2.8 جم من Teflon 308 (DuPont) كانت مشتتة في 25 مل من الماء وتم تطبيقها على الشبكة النحاسية الكثيفة (100 شبكة). تم تجفيف الطبقة المطبقة تحت 5 الهواء وضغطها عند 344 بار لمدة دقيقتين. تم استخدام هذا الإجراء لإنتاج مجموعه من ثلاث طبقات. يلي ذلك تطبيق ضغط لثلاث طبقات أخرى تحتوي على المحفز بنسبة الخلط التالية: 2.5Soc. 1990, 137, 2) A hydrophobic gas transfer layer was produced according to the publication: 5 g of Vulkan XC 72 and 2.8 g of Teflon 308 (DuPont) were dispersed in 25 mL of water and applied to the dense copper grid ( 100 mesh). The applied layer was dried under 5 air and pressurized at 344 bar for 2 minutes. This procedure was used to produce a total of three layers. This is followed by applying pressure to three more layers containing the catalyst with the following mixing ratio: 2.5
جم من Vulkan XC 72 2.61 جم من Cu(OAC)*H20 ؛ 0.83 جم من 303 «Teflon متتائرة في 25 مل من 11:0. تم تجفيف كل طبقة تم تطبيقها تحت الهواء ثم ضغطها عند 69 بار. تم تنشيط قطب توزيع الغاز النهائي عند 324 درجة مئوية في 710 من حجم خليط الغاز HyAr sad 4-3 ساعات وأخيرا الضغط مرة أخرى في 69 بار لمدة 30 ثانية.g of Vulkan XC 72; 2.61 g of Cu(OAC)*H20; 0.83 g of 303 “Teflon volatile in 25 mL of 11:0. Each applied layer was dried under air and then pressurized at 69 bar. The final gas distribution electrode was activated at 324 °C in 710 volume of HyAr gas mixture s.d. 4-3 hours and finally pressurized again at 69 bar for 30 seconds.
النتيجة: لم يتم الحصول على قطب توزيع الغاز مستقر ميكانيكيا على مساحة تبلغ 3.3 سم 2 أدى إجراء التجفيف إلى طبقة " تكسير-العجينة' غير المرغوب فيها. تم إنجاز الصفة الكهروكيميائية باستخدام إعداد الاختبار الذي يتوافق أساسا مع نظام التحليل الكهربائي المذكورة أعلاه في الشكل 6 مع WIA التدفق التحليل الكهربائي. في خلية التدفق؛ كان الكاثود المستخدم هو قطب توزيع الغاز الخاص بمساحة نشطة قدرها 3.3 سمResult: No mechanically stable gas distribution electrode was obtained over an area of 3.3 cm 2 . The drying procedure resulted in an unwanted 'crack-paste' layer. The electrochemical characterization was accomplished using a test setup that basically corresponds to the electrolysis system described above in Figure 6. With WIA flow electrolysis In the flow cell the cathode used was a special gas distribution electrode with an active area of 3.3 cm
0 © وكان معدل تغذية غاز ثاني أكسيد الكريون على جانب الكاثود 50 مل / دقبيقة؛ ومعدل تدفق الإلكتروليت على كلا الجانبين كان 130 مل / دقيقة. كان الأنود هو أكسيد الايريديوم على dala التيتانيوم مع مساحة نشطة من 10 سم . كان الكاثوليت هو محلول 11410100 مع KHCO; في تركيز 1 مول؛ وكان الأنوليت هو JSKHCO; Jsel في الماء منزوع الأيونات (18 (MQ كل في كمية من 100 cde ودرجة حرارة 25 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك؛ كما تم تجرية 0.50.50© and the rate of carbon dioxide gas feed on the cathode side was 50 mL/min; And the electrolyte flow rate on both sides was 130 mL/min. The anode was iridium oxide on titanium dala with an active area of 10 cm. The catholyte was a solution of 11410100 with KHCO at a concentration of 1 mol; The anolite was JSKHCO; Jsel in deionized water (18 MQ each) in a quantity of 100 cde and a temperature of 25 °C. In addition, 0.50.5 was tested.
KaSOs 5 4لككاثوليت» و M KOH 2.5 كأنوليت. في التوصيف الكهروكيميائي لقطب توزيع الغازء لم يكن من الممكن الكشف عن أي إثيلين» ولكن كان الهيدروجين بشكل حصري جنبا إلى جنب مع نسب صغيرة من 00. المثال المقارن 2KaSOs 5 4 as a catholyte” and M KOH 2.5 as an anatolyte. In the electrochemical characterization of the gas distributing electrode no ethylene could be detected but exclusively hydrogen along with small percentages of 00. Comparative example 2
0 في pas أخرى؛ تم تبادل المشتت المائي للإيثيلين جليكول»؛ ويخلاف ذلك فإن المثال المقارن 2 يتوافق مع المثال المقارن 1 ما لم ينص على خلاف ذلك. استخدام التشتت عالي الغليان منع التصدع؛ ولكن لم يكن من الممكن الكشف مرة أخرى عن أي انتقائية للإيثيلين. قد استخدمت الطريقة التالية لهذا الغرض: تم خلط 1.440 جم من «sll 749.5( 72 Vulkan XC 3.2 مجم / سم *) بقوة مع 15 مل من0 in other pas; The aqueous dispersion was exchanged for ethylene glycol”; Otherwise, Comparative Example 2 corresponds to Comparative Example 1 unless otherwise stated. the use of high-boiling dispersions prevent cracking; But again no selectivity to ethylene could be detected. The following method was used for this purpose: 1.440 g of “sll 749.5 (72 Vulkan XC 3.2 mg/cm*) was vigorously mixed with 15 mL of
5 الإيثيلين جلايكول ethylene glycol مع مشتت خلال 1 ساعة. تم إضافة 2.44 جم من معلق بولي تترافلورو إثيلين «Teflon 30B) 750.41 بالوزن» 3.25 مجم / سم 2( مع التحريك. تم تطبيق الخليط5 ethylene glycol with dispersant over 1 hour. 2.44 g of polytetrafluoroethylene suspension “Teflon 30B (750.41 by weight” 3.25 mg/cm2) was added with stirring. The mixture was applied
على شبكة نحاسية تتوافق مع تلك المستخدمة في المثال المقارن 1 مع شريط طلاء coating bar بسماكة 100 ميكرومتر وتجففه تحت الهواء لمدة 24 ساعة على الأقل. ثم تم تطبيق ثلاث طبقات محفزة إضافية كما في المثال المقارن 1. في وقت لاحق» تم إزالة المذيب في خزانة التجفيف drying cabinet عند 270 درجة متوية مع منحدر من 10 K / دقيقة وظروف متساوية الحرارة لمدة 1 ساعة. بعد coll) تم تطبيق طبقة مقابلة للطبقة الأولى (السمك 100 ميكرومتر) وتم إزالة المذيب مرة أخرى كما هو أعلاه وترك ليجف تحت الهواء لمدة 24 ساعة. ثم تم تكلس القطب في فرن عند 0 درجة مئوية مع منحدر من 10 16 / دقيقة وظروف متساوية الحرارة لمدة 2 ساعة وضغط عندon a copper grid corresponding to that used in Comparative Example 1 with a coating bar of 100 µm thickness and dried under air for at least 24 hours. Then three additional catalyst layers were applied as in Comparative Example 1. Subsequently, the solvent was removed in a drying cabinet at 270 °C with a slope of 10 K/min and isothermal conditions for 1 hour. After coll) a layer corresponding to the first layer (thickness 100 µm) was applied and the solvent was removed again as above and left to dry under air for 24 hours. The electrode was then calcined in an oven at 0 °C with a slope of 10 16/min and isothermal conditions for 2 h and pressure at
5 بار و 160 درجة مثوية لمدة 2 دقيقة.5 bar and 160°C for 2 minutes.
aid 0 المقارنة 3.5-3.1 الركيزة المستخدمة في المثال المقارن 3.1 كانت قماش الكريون المتاح تجاريا للأقطاب توزيع الغاز (Elat® LT1400W, NuVant) في شكل طبقة مسامية صغيرة. تم تطبيق تشتت 0521 Nafion® على طبقة توزيع الغاز هذه كمحفز كهربي celectrocatalyst والذي تم إنتاجه على النحو التالي:aid 0 Comparison 3.5-3.1 The substrate used in comparative example 3.1 was a commercially available creon cloth for gas distribution electrodes (Elat® LT1400W, NuVant) in the form of a microporous layer. A 0521 Nafion® dispersion was applied to this gas distribution bed as an electrocatalyst which was produced as follows:
5 "تم إذابة 087 جم من 0802-11:0):© في حوالي 1 مل من 11:0. وبالإضافة إلى ذلك؛ تم خلط 6 جم من 72 Vulkan XC مع 15 مل من الإيثيلين جلايكول وتم إضافة Cu(OAc), المذاب وتشتيته لمدة ساعة واحدة. بعد ell) تم إضافة 1.5 جم من معلق 0521 Nafion® وتمت أثارته بقضيب من الزجاج. بعد ذلك؛ تم تطبيق الخليط على طبقة توزيع الغاز الكاره للماء؛ وتجفيفه تحت الهواء ويعد ذلك في خزان التجفيف عند 120 درجة مئوية لمدة 2 ساعة. يلي ذلك التكلس في فرن5" 087 g of 0802-11:0:© was dissolved in approximately 1 mL of 11:0. In addition, 6 g of 72 Vulkan XC was mixed with 15 mL of ethylene glycol and Cu( OAc), dissolved and dispersed for 1 hour. After ell) 1.5 g of 0521 Nafion® suspension was added and stirred with a glass rod. Thereafter; the mixture was applied to the hydrophobic gas distribution layer; dried under air and prepared in a drying tank at 120 °C for 2 hours, followed by calcination in an oven
0 عند درجة حرارة 250 درجة Lge مع منحدر 10 K / دقيقة في جو من 710 من حجم .11 في الأرجون؛ واستمر التكليس تحت ظروف متساوية الحرارة لمدة كلية من 240 دقيقة. تم بعد ذلك وصف القطب الكهريائي الذي تم الحصول عليه من حيث خصائصه الكهروكيميائية مع إعداد اختبار ¢ بصرف النظر عن قطب توزيع الغاز ¢ يتوافق مع واحد من المثال المقارن 1. في هذه الحالة؛ تم توفير محفز النحاس عن طريق اختزال .Cu(OAC) HO0 at 250 °Lge with a slope of 10 K/min in an atmosphere of 710 of .11 in argon; The calcination was continued under isothermal conditions for a total time of 240 minutes. The obtained electrode was then described in terms of its electrochemical properties with a test setup ¢ apart from which gas distribution electrode ¢ corresponds to one from Comparative Example 1. In this case; The copper catalyst was provided by the reduction of .Cu(OAC)HO
— 9 3 — في التوصيف الكهروكيميائي؛ تم تحقيق النتائج المبينة في الشكل 9؛ مما يدل على كفاءة فاراداي بوصفها دالة للكثافة الحالية. وجد أن كفاءة فاراداي تكون بنسبة 710 للإثيلين» ولكنها غير مستقرة لفترة طويلة. وفقا للمثال المقارن 1-3 تم تحقيق النتائج المبينة في الجدول 3 بتغير الحامل (الشبكة النحاسية ذات حجم شبكي يبلغ 0625 وقطر السلك يبلغ 0:14 مم) والخليط الذي تم تطبيقه. في المثال المقارن 2 بالإضافة إلى ذلك؛ تم استخدام بولي تترافلورو إثيلين بدلا من Nafion® الجدول 3: الكميات والنتائج في الأمثلة المقارنة 3.5-3.2 الحامل الرايط Nafion® سلائف كمية المحفز FE 2 : أل القصوى الكربوني المحفز المحفز | [7 بالوزن] لل Lu 7 . [مجم / | بالوزن] CoH بالوزن] سم [ ]17 70.8 8.94 ]500 شبكة Cu )بولي Cu(OAc) 2 | 8.7 | 46.56 | ميللى 1 - 0.14 تترافلووو i إثيلين ١ مبير/ سم] 76 [400 شبكة Cu Cu(OAc) 16.8 442 | 14.2 39 ميللى - 0.14 sal [ سم] 73.8 Elat® Cu(OAc) 233 2 LT1400W | 14.2 | 39 ]400 ميللي— 9 3 — in the electrochemical characterization; The results shown in Figure 9 were achieved; which shows the Faraday efficiency as a function of current density. He found that the Faraday efficiency is 710 for ethylene, but it is not stable for a long time. According to Comparative Example 1-3 the results shown in Table 3 were achieved by varying the carrier (copper mesh with mesh size of 0625 and wire diameter of 0:14 mm) and the mixture that was applied. In comparative example 2 in addition; Polytetrafluoroethylene was used instead of Nafion® Table 3: Amounts and Results in Comparative Examples 3.5-3.2 Nafion® Precursor Catalyst Amount FE 2 : Al Maximum Carbon Catalyst Catalyst | [7 by weight] for Lu 7 . [mg / | wt] CoH wt] cm [ ]17 70.8 8.94 ] 500 mesh Cu (poly)Cu(OAc) 2 | 8.7 | 46.56 | mM 1 - 0.14 tetrafluoro i ethylene 1 mM/cm] 76 [400 mesh Cu Cu(OAc) 16.8 442 | 14.2 39 m - 0.14 sal [cm] 73.8 Elat® Cu(OAc) 233 2 LT1400W | 14.2 | 39] 400 m
— 0 4 — أمبي [ 2 سم ] 70.2 ]300 Elat® ١ 38.6 | 17.2] Cu(OAc) 17.4 44 LT1400W ميللي أمبي [ 2 سم ] الأمثلة المقارنة 4-1-4 تم إنتاج قطب توزيع الغاز متعدد الطبقات كما هو الحال في المثال المقارن 3.1؛ وذلك باستخدام محفز :2:0/ن الذي تم الحصول عليه من CugZis كمحفز. في المثالين 4.2 و 4.4؛ تم اختزال قطب توزيع الغاز إضافيا قبل القباس؛ 4.3 يتعلق بالقطب الكهريائي المنشط بالكهروكيميائية و 4.4 يتعلق بقطب تنشيط الهيدروجين -hydrogen-activated electrode يرد في الجدول 4 الكميات المستخدمة والنتائج التي تم الحصول عليها في الأمثلة المقارنة 4.4-1-4؛ كما تبين النتائج أيضا في الشكلين 10 و 11 بالنسبة للمثال المقارن 4.3. في هذا السياق؛ الشكل 10 يظهر السلسلة 0 الحالية؛ والشكل 11 هو القياس عند التيار المستمر. الجدول 4: الكميات والنتائج في الأمثلة المقارنة 4-1-4 الحامل الرابط Nafion® سلاثف كمية المحفز FE ]7 بالوزن] a) الكربوني 1 | a المحفز | [7 لقصوى لل ]7 [م< بالوزن] can | | بالوزن] سم [ II 5 7 Elat® CuO/ZrO; L8| 295 lu00w | 68.7 |355 | ]300 ميللي— 0 4 — Ambi [ 2 cm ] 70.2 ] 300 Elat® 1 38.6 | 17.2] Cu(OAc) 17.4 44 mA [ 2 cm ] LT1400W Comparative Examples 4-1-4 The multilayer gas distribution electrode was produced as in Comparative Example 3.1; using the :2:0/n catalyst obtained from CugZis as a catalyst. In Examples 4.2 and 4.4; The gas distribution electrode is further shorted before the plug; 4.3 in relation to the electrochemically activated electrode and 4.4 in relation to the hydrogen-activated electrode The quantities used and the results obtained in the comparative examples 4.4-1-4 are given in Table 4; The results are also shown in figures 10 and 11 for comparative example 4.3. in this context; Figure 10 shows the current Series 0; Figure 11 is the measurement at DC. Table 4 Amounts and Results in Comparative Examples 4-1-4 Binding Carrier Nafion® Sulfate Catalyst Amount FE [7 wt] a) Carbon 1 | a catalyst | [7 to a maximum of] 7 [m<wt] can | |wt] cm [ II 5 7 Elat® CuO/ZrO; L8| 295 lu00w | 68.7|355| ] 300 ms
— 1 4 — أمبير/ [on 702 ]400 Elat® She | 355] 6837 | CuO/ZrO, 1.8 29.5 LT1400W أمبير/ Pom 713 ]300 Elat® She | 355] 97.6 | CuO/ZrO, 2.4 LT1400W أمبير/ [on %33 ]300 Elat® She | 355] 97.6 | CuO/ZrO, 2.4 LT1400W أمبير/ Pom في dls استخدام Cu/ZrOr كمحفز؛ تم الحصول على طيف المنتج المستقر على فترة التحليل الكهربائي من 150 دقيقة. بشكل عام؛ أظهرت أقطاب توزيع الغاز المعتمدة على الفحم في الأمثلة المقارنة 4-1 ارتفاع كفاءة فاراداي للهيدروجين. استنتج من ذلك أن الكريون في شكل إسود موصل أو الكريونات لنشطة تكون أقل ملاءمة لإنتاج أقطاب توزيع غاز الإيثيلين الانتقائية. المثال المقارن 5 في وقت لاحقء بالتالي» تم إنتاج قطب توزيع الغاز إعتمادا على تشتت بولي تترافلورو إثيلين السائل مع مسحوق النحاس النقي الذي له حجم الحبوب من <45 ميكرومتر وفقا للطريقة في Chemical -Engineering and Processing 52 )2012( 125-131 0 في هذه الطريقة؛ لم هناك أي استخدام للكربون على J لإطلاق في شكل موصل إسود أو كريونات نشطة. كانت المواد المستخدمة هى التالية:— 1 4 — Amp/ [on 702 ]400 Elat® She | 355] 6837 | CuO/ZrO, 1.8 29.5 LT1400W A/Pom 713 [300 Elat® She | 355] 97.6 | CuO/ZrO, 2.4 LT1400W A/ [on 33%] 300 Elat® She | 355] 97.6 | CuO/ZrO, 2.4 LT1400W Amp/Pom in dls using Cu/ZrOr as catalyst; The spectrum of the stable product was obtained over an electrolysis period of 150 minutes. in general; The coal-based gas distribution electrodes in Comparative Examples 4-1 showed the higher Faraday efficiency of hydrogen. It was concluded from this that the creon in the form of conductive black or the active creons are less suitable for the production of ethylene gas-selective distribution electrodes. Comparative Example 5 at a later date. Thus » A gas distribution electrode was produced based on a dispersion of liquid polytetrafluoroethylene with pure copper powder having a grain size of <45 µm according to the method in Chemical -Engineering and Processing 52 (2012) 125-131 0 In this method, there was no use of carbon on J release in the form of conductive blacks or active craions.The materials used were the following:
معلق بولي تترافلورو إثيلين: TF5035R « 758 بالوزن «(Dyneon™) عامل التوتر السطحي: (Fluka Chemie AG) 100- Triton مكثف القوام : هيدروكسي إيثيل ميثيل سيلولوز WalocelMKX ( hydroxyethyl methylcellulose PP 01, Wolff Cellulosics GmbH & Co.Polytetrafluoroethylene suspension: TF5035R « 758 wt. » (Dyneon™) Surfactant: (Fluka Chemie AG) 100- Triton Thickener: WalocelMKX ( hydroxyethyl methylcellulose PP 01, Wolff Cellulosics GmbH & Co.
KG 70000( . كخليط البداية؛ تم إنتاج محلول يحتوي على 797 وزنا من النحاس و 73 وزنا من بولي تترافلورو إثيلين على النحو التالي: 0 جم من المحلول المكثف للقوام (71 وزنا من ميثيل سيليولوز methylcellulose في 11:0)؛ 0 جم من مسحوق النحاس؛ 53.7 جم من 1170 و 1.5 جم من عامل التوتر السطحي تم تفريقها مع مفرق 125 Ultra-Turrax في 13500 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق (الانتظار 2 دقيقة بعد 0 التشتيت لمدة 1 دقيقة). بعد ذلك» تم تحريك 4.8 جم من معلق بولي تترافظورو إثيلين في قضيب زجاجي glass rod وتم تطبيق المعلق الذي تم الحصول عليه على شبكة نحاسية كما هو موضح في المثال المقارن 3.2 عند 100 درجة مثوية. تم إنتاج قطب توزيع الغاز آخر اعتمادا على 70.5 وزنا من بولي تتراظورو إثيلين بنفس الإجراء. 5 كانت أقطاب توزيع الغاز المنتجة لها قابلية رطوية ضعيفة has وفي Ala أن محتوى بولي تترافلووو إثيلين يكون بنسبة 70.5 فإن المسامية تكون فقيرة؛ على النحو المحدد بصريا وبالمجهر. بالإضافة إلى ذلك؛ وجد أن أقطاب توزيع الغاز يحتوي على نسب كبيرة من عامل التوتر السطحي المستخدم؛ والذي تم تعريفه على أنه سم محفز في التجرية المسيطر عليها. كما لم يكن من الممكن إخراج السم المحف المقابل 100 p)) Triton X -ترت - أوكتيل -فينوكسي) بولي ثوكسي إيثانول p-tert-octyl- (phenoxy)polyethoxyethanol 0 بدون بقايا في درجات حرارة> 340 درجة مئوية؛ كما تم تأكيده بالمجهر ا لإلكتروني .electron microscopy تم الحصول على الهيدروجين حصريا مع الأقطاب التي تنتجها هذه العملية. أوضحت التجارب أن استخدام عامل التوتر السطحي له عيزب بالنسبة لتشكيل الإيثيلين. كما أن الطريقة لم تؤدي إلى مسامية متجانسة؛ وفي حالة 73 وزنا من بولي تتراظورو إثيلين؛ أدت إلى قابلية ترطيب ضعيفة جدا.70000 KG). As a starting mixture, a solution containing 797 wt. of copper and 73 wt. of PTFE was produced as follows: 0 g of thickener for consistency (71 wt. of methylcellulose in 0:11); g of copper powder; 53.7 g of 1170 and 1.5 g of surfactant were dispersed with a 125 Ultra-Turrax separator at 13,500 rpm for 5 minutes (waiting 2 minutes after 0 dispersing for 1 minute). Stirring 4.8 g of polytetrafluoroethylene suspension in a glass rod and the obtained suspension was applied to a copper grid as shown in comparative example 3.2 at 100 °C.Another gas distribution electrode was produced based on 70.5 weight of polytetrafluoroethylene Ethylene by the same procedure.5 The gas distribution electrodes produced had weak hygroscopicity, and in Ala the content of polytetrafluoroethylene is 70.5, the porosity is poor, as determined visually and microscopically.In addition, it was found that the gas distribution electrodes contain It contains large proportions of the surfactant used, which has been identified as an inducing poison in the mediation experiment t on it. Nor was it possible to eject the corresponding 100 p-tert-octyl-(phenoxy)polyethoxyethanol (P-tert-octyl-phenoxy) Triton X without residue at temperatures > 340 degrees. percentage; As confirmed by electron microscopy, hydrogen was obtained exclusively with the electrodes produced by this process. Experiments showed that the use of a surfactant has disadvantage in the formation of ethylene. Also, the method did not lead to homogeneous porosity; and in the case of 73 by weight of polytetrafluoroethylene; It resulted in a very poor wetting ability.
المثال المرجعي 1Reference example 1
إنتاج محفز أكسيد المعادن metal oxide catalyst المختلطة بواسطة الترسيب: الطريقة التوضيحية ل و0دلذ/ه يتم تحضير سلائف الهيدروتالسيت hydrotalcite المناسبة للتركيبة 010 -011([)0:(4)/ملخممه] (محتوى الماء غير معروف للهيدروتالسيت المرسب حديثا) بالترسيب. في نفس الوقت تم إضافة 0.41 مول من المحلول الملحي المعدني (A) الذي يتكون من Cu(NOz)2-3H20 (0.246 mol) and AINO3)3-9H20 ( 0.164 مول) ومحلول هيدروكسيد كربونات (B) الذي يتكون من 0.3 مول من «(pn 12)NaOH 0.045 مول :000:00 )4.32 جم)؛ بحيث يكون الرقم الهيدروجيني بين الرقم الهيدروجيني 8 و 8.5. تم اختيار معدل إضافة المحلول الملحي المعدني في 120 مل / ساعة. تم تنفيذ نضج أوسوالت لمدة 0 30 دقيقة. بعد ذلك؛ تم ترشيح المواد الصلبة وغسلها حتى الحيادية. بعد ذلك؛ تم تجفيف السلائف عند 80 درجة مئوية لمدة 12 ساعة؛ وسحقها وتكليسها. تتحقق خطوة التكليس calcination step في فرن أنبوبي tubular furnace له متحدر درجة حرارة K 2 = B / الدقيقة حتى 300 درجة مئوية مع ظروف متساوية الحرارة لمدة 4 ساعات في خليط الأرجون / الأكسجين: 720 بواسطة حجم 0/7 مع معدل تدفق من 200 600؟. تم Jas السلائف المعدة قبل الاستخدام.Production of a mixed metal oxide catalyst by precipitation: illustrative method for l and 0dl/e Hydrotalcite precursors suitable for the composition 010-011([0:(4)/mL] are prepared (water content is unknown for freshly precipitated hydrotalcite ) by sedimentation. At the same time 0.41 mol of mineral brine (A) consisting of Cu(NOz)2-3H20 (0.246 mol) and AINO3)3-9H20 (0.164 mol) and carbonate hydroxide solution (B) was added which consists of 0.3 mol of “(pn 12)NaOH 0.045 mol :000:00 (4.32 g); So that the pH is between pH 8 and 8.5. The rate of mineral saline addition was chosen at 120 mL/hr. Oswalt ripening was performed for 0 30 min. after that; The solids were filtered and washed until neutral. after that; The precursor was dried at 80 °C for 12 hours; crushing and calcining it. The calcination step is achieved in a tubular furnace having a temperature slope of K = 2 B/min up to 300°C with isothermal conditions for 4 hours in an argon/oxygen mixture: 720 by 0/7 volume with flow rate from 200 to 600?. Jass the precursor prepared before use.
أمثلة: إنتاج أقطاب توزيع الغاز المعتمد على المسحوق المتال المقارن 6 يتم تحضير مسحوق المحفز من قبل الترسيب المشترك لل Cu(NO3)2-3H20 و ZrO(NO3)2:xH20 وفقا للمثال المرجعي 1 مع الكميات المولية منها (مول). يتم خلط مسحوق المحفز الذي تم تكليسه سابقا (الوزن 45 fon حجم الجسيمات <75 ميكرومتر بواسطة تحليل المنخل) على نطاق المختبر مع مطحنة سكين (IKA) (على نطاق واسع؛ على سبيل المثال؛ مع جهاز خلط مكثف intensive (mixing apparatus مع لجسيمات بولي تترافلورو إثيلين (الوزن 5 TF 1750 fan ©1101600؛ حجم الجسيمات (150) = 8 ميكروتر وفقا للشركة المصنعة). إجراء خلط يتبع الإجراء التالي: الطحن / الخلط لمدة 30 ثانية والانتظار لمدة 15 ثانية من مدة كلية من 6 دقائق. يعتمد هذا البيان على 5 مطحنة السكين مع تحميل الكلي 50 جم. المسحوق المختلط يكون له قوام لزج قليلا بعد عملية الخلط. قد يختلف أيضا وقت الخلط قبل تحقيق هذه الحالة وفقا لكمية المسحوق أو البوليمر المختارExamples: Production of Comparative Metal Powder-Based Gas Distribution Electrodes 6 The catalyst powder is prepared by co-precipitation of Cu(NO3)2-3H20 and ZrO(NO3)2:xH20 according to reference example 1 with molar amounts of them ( mall). The previously calcined catalyst powder (weight 45 µm particle size < 75 µm by sieve analysis) is mixed on a laboratory scale with a knife mill (IKA) (large scale; eg with an intensive mixing device). (mixing apparatus with PTFE particles (weight 5 TF 1750 fan ©1101600; particle size (150) = 8 μm according to manufacturer) Mixing procedure follows the following procedure: grinding/mixing for 30 seconds and waiting for 15 seconds of a total duration of 6 minutes.This statement is based on a 5 knife mill with a total load of 50g.The mixed powder will have a slightly viscous consistency after the mixing process.The mixing time before this condition is achieved may also vary according to the amount of powder or polymer chosen
أو طول السلسلة. يتم تطبيق خليط المسحوق الذي تم الحصول عليه في وقت لاحق عن طريقor the length of the string. The powder mixture thus obtained is applied later by means of
التشتت أو النخل إلى الشبكة النحاسية ذات حجم شبكة أكبر من 0.5 مم و <1.0 مم وقطر السلكDispersion or sieving to copper mesh with mesh size greater than 0.5mm and <1.0mm and wire diameter
من 0.25-0.1 مم في سماكة سرير 1 مم.From 0.25-0.1 mm in a bed thickness of 1 mm.
حتى لا يسال المسحوق من خلال الشبكة؛ يمكن ان يكون الجانب العكسي من الشبكة النحاسية مغلق مع الفيلم الذي لا يخضع لمزيد من القيود. يتم ضغط طبقة التحضير بمساعدة جهاز التداولso that the powder does not flow through the net; The reverse side of the copper mesh can be closed with the film which is not subject to further restrictions. The preparation layer is compacted with the help of the circulation device
ذو اللفتين (الصقل). تتميز عملية التداول نفسها بأن خزان المواد يشكل منبع التداول. سرعة التداولDouble-rolled (refinement). The trading process itself is characterized by the fact that the material reservoir is the source of the circulation. Trading speed
بين 2-0.5 دورة في الدقيقة وتم تعديل عرض الفجوة إلى ارتفاع الحامل + 740 إلى 750 منbetween 0.5-2 rpm and the gap width is adjusted to the rack height +740 to 750 from
ارتفاع السرير HE من المسحوقء أو يتوافق تقريبا مع سمك شبكة + 0.1- 0.2 مم بالفعل.Bed height HE of powder or approximately corresponds to mesh thickness +0.1-0.2mm already.
يتم تنشيط قطب توزيع الغاز الذي تم الحصول عليه في حمام التحليل الكهربائي في محلول 114The gas distribution electrode obtained in the electrolysis bath is activated in solution 114
SKHCO; 0 كثافة حالية من 15 Me أمبير / سم add? 6 ساعات. المثال المقارن 7 يتم خلط مسحوق النحاس الشجيري Dendritic copper powder (45 جم؛ حجم الجسيمات <45 ميكرومتر؛ تم تحديده عن طريق النخل مع حجم شبكة مناسب (45 ميكرومتر)) مع 5 جم بوليSKHCO; 0 current density of 15 Me ampere cm add 6 hours. Comparative Example 7 Dendritic copper powder (45 g; particle size <45 µm; determined by sieving with an appropriate mesh size (45 µm)) is mixed with 5 g poly
5 تترافلورو إثيلين في مطحنة سكين م168 بواسطة الإجراء الموضح في المثال المقارن 6؛ gig معالجت تحت نفس الظروف لإعطاء قطب توزيع الغاز. بعد التنشيط»ء أعطى قطب توزيع الغاز الموصوف كفاءة فاراداي من 716 في 170 مللي أمبير / سم ©؛ والتي ظلت ثابتة على مدى وقت القياس حوالي 90 دقيقة. المتال المقارن 85 Tetrafluoroethylene in a knife mill M168 by the procedure in Comparative Example 6; gig is cured under the same conditions to give a gas distribution electrode. After activation, the described gas distribution electrode gave a Faraday efficiency of 716 at 170 mA/cm©; which remained constant over the measurement time of about 90 minutes. Comparative metallurgy 8
0 يتم تكليس :0:2 في فرن أنبوبي مع janie درجة حرارة 8 = 2 16 / الدقيقة حتى 600 درجة مئوية مع ظروف متساوية الحرارة لمدة 4 ساعات في خليط الأرجون / الأكسجين )720 بواسطة حجم 0/8 مع معدل تدفق من 200 6600). يتم وضع سلائف الأكسيد؛ قبل استخدامها؛ في مطحنة الكرة الكوكبية (Pulverisette) لمدة 3 دقائق ومن ثم يتم نخلها ana) الجسيمات >75 ميكرومتر). يتم خلط 45 جم من المحفز الذي تم الحصول عليه مع 5 جم بولي تترافلورو إثيلين0:0:2 is calcined in a tubular kiln with janie at 8 = 2 16/min up to 600°C with isothermal conditions for 4 hours in an argon/oxygen mixture (720 by 0/8 volume with a flow rate of 200 6600). The oxide precursor is positioned; before using it; in a planetary ball mill (pulverisette) for 3 minutes and then sieved ana (particles >75 μm). 45 g of the obtained catalyst is mixed with 5 g polytetrafluoroethylene
5 في مطحنة سكين IKA بواسطة الإجراء الموضح في المثال المقارن 6 ويتم معالجته في ظل نفس الظروف لإعطاء قطب توزيع الغاز.5 in an IKA knife mill by the procedure shown in comparative example 6 and processed under the same conditions to give a gas distribution electrode.
يمكن استخدام أقطاب توزيع الغاز من الأمثلة المقارنة 6 إلى 8 في خلية التحليل الكهريائي كما هو موضح أعلاه أو فيما cans على سبيل المثال الكاثود الذي يمكن فيه اختزال ثاني أكسيد الكربون. مثال 1 إنتاج القطب 2- طبقةThe gas distribution electrodes from Comparative Examples 6 to 8 can be used in an electrolytic cell as shown above or in eg cans as a cathode in which carbon dioxide can be reduced. Example 1 Produce a 2-layer electrode
تم خلط مسحوق النحاس مع قطر الجسيمات من 200-100 ميكرومتر وتم خلط بولي تترافلورو إثبلين Dyneon 1750 17 .في مطحنة سكين 10م IKA لمدة 6 دقائق (الطحن لمدة 15 ثانية؛ الانتظار لمدة 30 ثانية). ثم تم فصل طبقة المسحوق ونخلها بواسطة قالب سمكه 0.5 مم لتشكيل طبقة القاعدة. يلي ذلك الإقصاء مع صقل 2 لفة مع فصل لفة من 0.5 مم. بعد ذلك؛ تم تطبيقCopper powder with a particle diameter of 100-200 μm was mixed and PTFE Dyneon 1750 17 was mixed in an IKA 10m knife mill for 6 minutes (grinding 15 seconds; waiting 30 seconds). Then the powder layer was separated and sieved by a 0.5 mm thick die to form the base layer. This is followed by exclusion with 2-roll polishing with a roll separation of 0.5 mm. after that; Done
0 طبقة المحفز بواسطة تطبيق Jail) على سبيل المثال في كل حالة على نحو مماثل لأمثلة المقارنة من 6 إلى 8؛ من خلال إطار 0.2 cae وتم تنفيذ الإقصاء مرة أخرى مع صقل 2 لفة مع فصل لفة من 0.35 مم. كانت النتيجة هي طبقة قاعدة مسامية للغاية مع مسامية> 770؛ واستقرار ميكانيكي جيد وتوصلية جيدة جدا في 5 ميللي أوم / سم. كان من الممكن استخدام المواد المحفزة التي لها محتوى من النحاس بنسبة 740 بالوزن.0 catalyst layer by applying Jail) for example in each case similarly to comparison examples 6 to 8; With a frame of 0.2 cae the extrusion was again carried out with 2-roll polishing with a roll separation of 0.35 mm. The result was a highly porous base layer with a porosity >770; It has good mechanical stability and very good conductivity at 5 mOhm/cm. It was possible to use catalysts having a copper content of 740 by weight.
5 يفضل أن يكون لدى المحفزات نقاء أعلى من المواد المتاحة تجاريا أو معايير الجودة؛ كما في المثال أيضا. قد تم الكشف عن ذلك عن Gob إكس بي إس XPS (حساسية السطح). تحليل خرائط Lad SEM/EDX لم تشير إلى أي شوائب على الإطلاق في طبقة القاعدة الكارهة للماء -hydrophobic base layer وجد أيضا أن محتوى النحاس SST من 770 يكون مفيد من أجل تمكين مقاومة كهربائية منخفضة5 The catalysts should preferably have higher purity than commercially available materials or quality standards; Like in the example too. This has been detected by Gob XPS (Surface Sensitivity). Lad SEM/EDX mapping analysis indicated no impurities whatsoever in the hydrophobic base layer. It was also found that the copper content of SST of 770 is beneficial in order to enable low electrical resistance.
0 من المحفز. تأثير محتوى الرابط (بولي تترافلورو إثيلين) فيما يتعلق بأكسيد الحامل يكون أصغر بكثير من حيث التأثير على التوصيلية. بناء بولي تترافلورو إثيلين التوضيحي من خلية التحليل الكهريائي النموذجية: يحدث الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون على سبيل المثال؛ في خلية التحليل الكهريائي النموذجية التي تتكون عادة من مساحة الأنود والكاثود. تظهر الأشكال من 4 إلى 6 أمثلة على0 from the catalyst. The effect of the (polytetrafluoroethylene) binder content with respect to the carrier oxide is much smaller in terms of the effect on conductivity. Illustrative polytetrafluoroethylene construction from a typical electrolysis cell: electrochemical reduction of carbon dioxide occurs for example; In a typical electrolytic cell it usually consists of an anode and cathode space. Figures 4 through 6 show examples of
5 الترتيب المحتمل للخلية. المفهوم المقدم فيما بعد ينطبق على كل ترتيبات تلك الخلايا.5 Possible arrangement of the cell. The concept presented later applies to all arrangements of these cells.
يمكن أيضا الجمع بين خلايا التحليل الكهربائي من الأشكال 4 إلى 6 لتشكيل المتغيرات المختلطة. على سبيل المثال؛ يمكن تكوين مساحة الأنود كغشاء تبادل البروتون نصف الخلية؛ في حين تتكون مساحة الكاثود من نصف الخلية التي تحتوي على حجم إلكتروليت معين بين الغشاء والقطب الكهربائي. في الحالة المثالية؛ تكون المسافة بين القطب والغشاء صغيرة جدا أو 0 عندما يكون الغشاء مسامي ويتضمن تغذية الإلكتروليت. قد يكون الغشاء أيضا هو تكوين متعدد الطبقات؛ بحيث يتم تمكين التغذية المنفصلة للأنوليت والكاثوليت. يتم تحقيق آثار الفصل في حالة الإلكتروليت السائلة؛ على سبيل المثال» من خلال كره الطبقة البينية للماء. مع ذلك يمكن ضمان التوصيلية إذا تم دمج المجموعات الموصلة في طبقات الفصل من هذا النوع. قد يكون الغشاء هو غشاء توصيل الأيونات؛ أو فاصل يؤدي إلى الفصل الميكانيكي فقط. 0 يوفر الاختراع الحالي إمكانية إنتاج أقطاب توزيع Sle الإيثيلين الانتقائية؛ مستقرة الأبعاد المعتمدة على المسحوق المحفز. هذه التقنية تشكل الأساس لإنتاج الأقطاب الكهربائية على نطاق أوسع؛ lly يمكن أن تحقق كثافات حالية > 170 Me أمبير / سم 2 وفقا لطريقة التشغيل. جميع الطرق المعروفة حتى الآن لإنتاج أقطاب النحاس AE الإيثيلين تكون غير مناسبة للزيادة أو ليست مستقرة الأبعاد. يمكن؛ على النقيض من ذلك؛ الحصول على أقطاب توزيع الغاز للاختراع عن Gob 5 الظبط المناسب لعملية التداول» وخاصة عملية الصقل .calendering process من الممكن وفقا للاختراع للحصول على توصيل كهربائي مرتفع؛ وخاصة أكسيد المعادن المستقر محفزات النحاس مع الهياكل النانونية النحاسية copper nanostructures التي تمكن الأكسدة بين .Cu(I)/Cu(0) في تجسيدات معينة؛ يعتمد إنتاج قطب توزيع الغاز للاختراع بالإضافة إلى استبعاد الحشوات الموصلة 0 المعتدة على الفحم أو الكريون الأسود. بديل الفحم المستخدم هنا هو المحفز نفسه أو النحاس الشحيري أو خليط من الاثنين. علاوة على ذلك فإن طريقة الاختراع؛ ولا سيما في التجسيدات؛ لا تحتاج إلى مواد نشطة السطح / مواد التوتر السطحي أو مكثفات وإضافات (مثل محسنات التدفق) التي تم تحديدها على أنها سموم محفزة. قائمة التتابع co, '" 5The electrolysis cells of Figures 4 through 6 can also be combined to form mixed variants. For example; The anode space can be configured as a half-cell proton exchange membrane; Whereas the cathode space consists of one half of the cell which contains a certain volume of electrolyte between the membrane and the electrode. in the ideal case; The distance between the electrode and the membrane is very small or 0 when the membrane is porous and includes a feed electrolyte. The membrane may also be a multilayered configuration; So that separate feeding of anolyte and catholyte is enabled. Separation effects are achieved in the case of the liquid electrolyte; For example » through the hydrophobicity of the interlayer. However, connectivity can be ensured if conductive groups are integrated into separation layers of this type. The membrane may be the ion conduction membrane; or a separator leading to mechanical separation only. 0 The present invention provides the possibility to produce Sle ethylene selective dispensing electrodes; Dimensionally stable based on the catalyst powder. This technique forms the basis for producing electrodes on a larger scale; lly can achieve current densities > 170 Me ampere/cm2 depending on mode of operation. All methods known to date for the production of copper AE ethylene electrodes are unsuitable for scaling or are not dimensionally stable. maybe; In contrast; Obtaining the gas distribution electrodes of the invention according to Gob 5. Appropriate adjustment of the circulation process, especially the calendering process. According to the invention, it is possible to obtain a high electrical conductivity; particularly stable metal oxide copper catalysts with copper nanostructures that enable oxidation between Cu(I)/Cu(0) in certain embodiments; The production of the gas distribution electrode of the invention as well as the exclusion of conductive 0 gaskets is based on coal or carbon black. The coal substitute used here is the catalyst itself, copper ferrites, or a mixture of the two. Moreover, the method of invention; particularly in embodiments; You do not need surfactants/surfactants or thickeners and additives (eg flow enhancers) that have been identified as catalytic toxins. relay list co, '" 5
H 'ب'H 'b'
CH: جا بلا SSFE- "a fof wal Gl) (48) "ز" الوقت 5CH: ja bla SSFE- "a fof wal Gl) (48) "g" time 5
FE-H, 'Z'FE-H, 'Z'
FE-CO 'LFE-CO'L
FE-CH: '&FE-CH: '&
FE-CoH, ك0FE-CoH, Co0
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015215309.6A DE102015215309A1 (en) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Preparation technique of hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on Cu-containing catalysts |
PCT/EP2016/067165 WO2017025285A1 (en) | 2015-08-11 | 2016-07-19 | Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SA518390888B1 true SA518390888B1 (en) | 2021-10-10 |
Family
ID=56511563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SA518390888A SA518390888B1 (en) | 2015-08-11 | 2018-02-06 | Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180230612A1 (en) |
EP (1) | EP3307924B1 (en) |
CN (1) | CN107923052B (en) |
AU (1) | AU2016305184B2 (en) |
DE (1) | DE102015215309A1 (en) |
DK (1) | DK3307924T3 (en) |
ES (1) | ES2746118T3 (en) |
PL (1) | PL3307924T3 (en) |
SA (1) | SA518390888B1 (en) |
WO (1) | WO2017025285A1 (en) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017203903A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Sparingly soluble salts as a supplement to gas diffusion electrodes to increase the CO2 selectivity at high current densities |
DE102017203900A1 (en) | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrodes comprising metal introduced into solid electrolyte |
DE102017204096A1 (en) | 2017-03-13 | 2018-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Production of gas diffusion electrodes with ion transport resins for the electrochemical reduction of CO2 to chemical recyclables |
JP6622237B2 (en) * | 2017-03-14 | 2019-12-18 | 株式会社東芝 | Carbon dioxide electrolyzer |
JP6672211B2 (en) * | 2017-03-21 | 2020-03-25 | 株式会社東芝 | Carbon dioxide electrolysis apparatus and carbon dioxide electrolysis method |
DE102017208518A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Production of dendritic electrocatalysts for the reduction of CO2 and / or CO |
DE102017208610A1 (en) | 2017-05-22 | 2018-11-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Two-membrane design for the electrochemical reduction of CO2 |
DE102017212278A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Siemens Aktiengesellschaft | CO2 electrolyser |
DE102017118118A1 (en) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Electrode for a particular bioelectrochemical cell |
DE102017219766A1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement for the carbon dioxide electrolysis |
DE102018212409A1 (en) | 2017-11-16 | 2019-05-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Hydrocarbon-selective electrode |
US11299811B2 (en) * | 2018-01-29 | 2022-04-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Continuous flow reactor and hybrid electro-catalyst for high selectivity production of C2H4 from CO2 and water via electrolysis |
DE102018202184A1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Separatorless double GDE cell for electrochemical conversion |
DE102018105115A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Electrode, cell unit and electrolyzer |
DE102018205571A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion electrode, an electrolysis device and a method for operating an electrolysis system |
DE102018210457A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion electrode for carbon dioxide utilization, process for its production and electrolysis cell with gas diffusion electrode |
DE102018210458A1 (en) | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion electrode for carbon dioxide utilization, process for its production and electrolysis cell with gas diffusion electrode |
FI3827114T3 (en) | 2018-07-23 | 2023-06-30 | Governing Council Univ Toronto | Catalysts for electrochemical co2 reduction and associated methods |
CN109695048B (en) * | 2019-02-28 | 2020-08-07 | 武汉大学 | Method for in-situ electrochemical growth of nano-carbide-based electro-catalysis film on surface of self-supporting carbon matrix and application |
CN111074294B (en) * | 2019-12-12 | 2021-12-14 | 中国科学技术大学 | Method for preparing carbon-containing compound by electrocatalysis of carbon dioxide with copper alloy material |
DE102020205393A1 (en) | 2020-04-29 | 2021-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Bimetallic and multimetallic catalysts for the selective electroreduction of CO2 and / or CO to hydrocarbons and oxygenates |
DE102020206449A1 (en) | 2020-05-25 | 2021-11-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of attaching an electrode |
DE102020206448A1 (en) | 2020-05-25 | 2021-11-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for attaching an electrode |
CN114574889A (en) * | 2021-12-13 | 2022-06-03 | 中国科学技术大学 | Gas diffusion electrode and preparation method and application thereof |
CN114481184A (en) * | 2021-12-21 | 2022-05-13 | 上海交通大学 | Gas diffusion layer for electrochemical reduction of carbon dioxide and preparation method thereof |
CN114908375A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-16 | 中国科学技术大学 | Electrocatalytic CO 2 Copper catalyst with stable active site in reduction and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3303779A1 (en) | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | METHOD FOR PRODUCING A CATALYTICALLY EFFECTIVE ELECTRODE MATERIAL FOR OXYGEN CONSUMPTION ELECTRODES |
DE3710168A1 (en) | 1987-03-27 | 1988-10-13 | Varta Batterie | Method of fabricating a plastic-bound gas-diffusion electrode with metallic fuel-cell catalysts |
DE3722019A1 (en) | 1987-07-03 | 1989-01-12 | Varta Batterie | METHOD FOR PRODUCING A PLASTIC-BONDED GAS DIFFUSION ELECTRODE USING A MANGANOXIDE CATALYST OF THE PRIMARY COMPOSITION MNO (DOWN ARROW) 2 (DOWN ARROW) (DOWN ARROW * DOWN ARROW) 8 (DOWN ARROW) INCLUDED |
DE10130441B4 (en) * | 2001-06-23 | 2005-01-05 | Uhde Gmbh | Process for producing gas diffusion electrodes |
DE10148599A1 (en) | 2001-10-02 | 2003-04-10 | Bayer Ag | Production of foil, used in production of gas diffusion electrodes for producing chlorine and caustic soda, involves rolling dry powder mixture of foil material while maintaining roll gap during rolling process |
DE10335184A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-03-03 | Bayer Materialscience Ag | Electrochemical cell |
DE102005003612B3 (en) | 2005-01-26 | 2006-06-14 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Producing a gastight proton conductor, e.g. useful in fuel cells, comprises coating a substrate with an oxygen ion conductor, applying a carbonate layer, and drying and sintering the product |
DE102005023615A1 (en) | 2005-05-21 | 2006-11-23 | Bayer Materialscience Ag | Process for the preparation of gas diffusion electrodes |
DE102010031571A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Bayer Materialscience Ag | Oxygen-consuming electrode |
DE102010042729A1 (en) | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Bayer Materialscience Aktiengesellschaft | Oxygenated cathode and process for its preparation |
JP6049633B2 (en) * | 2010-12-29 | 2016-12-21 | パルマスカンド アクチボラグ | Gas diffusion electrode |
-
2015
- 2015-08-11 DE DE102015215309.6A patent/DE102015215309A1/en not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-07-19 EP EP16741915.9A patent/EP3307924B1/en active Active
- 2016-07-19 US US15/751,216 patent/US20180230612A1/en not_active Abandoned
- 2016-07-19 PL PL16741915T patent/PL3307924T3/en unknown
- 2016-07-19 WO PCT/EP2016/067165 patent/WO2017025285A1/en active Application Filing
- 2016-07-19 AU AU2016305184A patent/AU2016305184B2/en active Active
- 2016-07-19 DK DK16741915.9T patent/DK3307924T3/en active
- 2016-07-19 CN CN201680046786.8A patent/CN107923052B/en active Active
- 2016-07-19 ES ES16741915T patent/ES2746118T3/en active Active
-
2018
- 2018-02-06 SA SA518390888A patent/SA518390888B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3307924A1 (en) | 2018-04-18 |
CN107923052B (en) | 2020-06-19 |
DE102015215309A1 (en) | 2017-02-16 |
PL3307924T3 (en) | 2020-01-31 |
CN107923052A (en) | 2018-04-17 |
DK3307924T3 (en) | 2019-09-02 |
AU2016305184B2 (en) | 2019-02-28 |
ES2746118T3 (en) | 2020-03-04 |
WO2017025285A1 (en) | 2017-02-16 |
EP3307924B1 (en) | 2019-06-19 |
AU2016305184A1 (en) | 2018-02-01 |
US20180230612A1 (en) | 2018-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SA518390888B1 (en) | Method for preparing hydrocarbon-selective gas diffusion electrodes based on copper-containing catalysts | |
Carmo et al. | A comprehensive review on PEM water electrolysis | |
CN101219402B (en) | Supported catalyst, method of preparing the same, and fuel cell using the same | |
JP5055788B2 (en) | Electrocatalyst | |
Chen et al. | Multi-metallic catalysts for the electroreduction of carbon dioxide: Recent advances and perspectives | |
KR101857338B1 (en) | Production method for catalyst microparticles, and fuel cell containing catalyst microparticles produced by said production method | |
EP1164651A1 (en) | Electrode catalyst for polymer electrolyte fuel cell and method for its production | |
JP6049633B2 (en) | Gas diffusion electrode | |
CN110402303A (en) | By CO2It is electrochemically reduced to the preparation of the gas-diffusion electrode with ion transmission resin of chemical utility | |
CA2677837C (en) | Method for the electrochemical deposition of catalyst particles onto carbon fibre-containing substrates and apparatus therefor | |
CN109790631A (en) | Selective electrochemical hydrogenation of alkynes generates alkene | |
US20200208280A1 (en) | Production of Dendritic Electrocatalysts for the Reduction Of CO2 and/or CO | |
Dutta et al. | Tuning of platinum nano-particles by Au usage in their binary alloy for direct ethanol fuel cell: Controlled synthesis, electrode kinetics and mechanistic interpretation | |
KR20100068029A (en) | Method for preparing catalyst slurry for fuel cell | |
KR101826401B1 (en) | Fuel cell catalyst and method for manufacturing same | |
US11959181B2 (en) | Hydrogen production | |
US20210207277A1 (en) | Gas diffusion electrode for carbon dioxide treatment, method for production thereof, and electrolysis cell having a gas diffusion electrode | |
Abrego-Martinez et al. | Mixed-reactant ethanol fuel cell using an electrochemically deposited Ag@ Pt tolerant cathode | |
Alcaide et al. | New approach to prepare Pt-based hydrogen diffusion anodes tolerant to CO for polymer electrolyte membrane fuel cells | |
Modibedi et al. | The electrochemical atomic layer deposition of Pt and Pd nanoparticles on Ni foam for the electro-oxidation of alcohols | |
KR102356324B1 (en) | Electrode laminate for redution electrode, membrane electrode assembly comprising same and method of preparing same | |
ITFI20070078A1 (en) | ELECTROCATALIZERS INCLUDING NOBLE METALS DEPOSITED ON NICKEL-BASED MATERIALS, THEIR PREPARATION AND USE AND FUEL CELLS THAT CONTAIN THEM. | |
CN1973391A (en) | Formic acid fuel cells and catalysts | |
US20230304175A1 (en) | Catalyst for an electrochemical cell, and methods of making and using the catalyst | |
Wasombut | Electrochemical reduction of carbon dioxide to formate on Bi and BiSn electrodes prepared by electrodeposition on copper foil |