SA519410449B1 - إنشاء غشائين لإختزال ثاني أكسيد الكربون كهروكيميائياً - Google Patents

Abstract

يتعلق الاختراع الحالي بـ : خلية تحليل كهربائي electrolytic cell، تشتمل على غرفة كاثود cathode chamber تشتمل على كاثود cathode؛ غشاء تبادل أيوني ion exchange membrane أول، الذي يجاور غرفة الكاثود؛ غرفة أنود anode chamber تشتمل على أنود anode؛ وغشاء تبادل أيوني ثاني، الذي يجاور غرفة الأنود؛ ونظام تحليل كهربائي electrolysis system يشتمل على خلية التحليل الكهربائي وفقاً للنظام. يتعلق الاختراع أيضاً بطريقة لتحليل كهربائي لثاني أكسيد الكربون Carbon dioxide (CO2) بواسطة خلية التحليل الكهربائي من الاختراع أو من نظام التحليل الكهربائي وفقاً للاختراع. شكل1

Description

إنشاء غشائين لإختزال ثاني أكسيد الكربون كهروكيميائياً ‎Two-membrane construction for electrochemically reducing carbon dioxide‏ الوصف الكامل

خلفية الاختراع

يتعلق الاختراع الحالي بخلية تحليل كهريائي ‎electrolysis cell‏ تشتمل على حيز كاثود ‎cathode‏

‎space‏ يشتمل على كاثود ع0000؛ غشاء تبادل أيوني ‎ion exchange membrane‏ أول الذي يجاور

‏حيز الكاثود؛ حيز أنود ‎anode space‏ يشتمل على أنود ‎canode‏ وغشاء تبادل أيوني ثاني الذي يجاور

‏5 حيز الأنود » بنظام تحليل كهريائي ‎electrolysis system‏ يشتمل على خلية ‎dias‏ كهريائي خاصة

‏بالاختراع» وبطريقة للتحلل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ (00) باستخدام خلية

‏التحليل الكهريائي الخاصة بالاختراع أو نظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع.

‏تتعلق براءة الاختراع الأمريكية 2017037522 ‎f)‏ 1) عامة بطريقة ونظام لإنتاج حمض فورميك

‎electrochemical reduction ‏بالإضافة إلى منتجات أخرى من الإنتاج الكهروكيماوي‎ formic acid ‏لثاني أكسيد الكربون.‎ 0

‏تتعلق براءة الاختراع ‎١‏ لأمريكية 4357217 )0( بتحضير بيروكسيد هيدروجين ‎hydrogen peroxide‏

‏في الخلية الإلكتروليتية ‎electrolytic cell‏ وبتحديد أكثر بعملية وجهاز لتمكين الإنتاج الإلكتروليتي

‏لبيروكسيد الهيدروجيني بتركيز عالي في أوساط حمضية؛ قاعدية ومحايدة.

‏تتعلق براءة الاختراع الأمريكية 5437771 )1( بعملية لإنتاج هيد روكسيد قلوي ‎alkali hydroxide‏ بفاعلية بواسطة التحليل الكهربائي لمحلول مائي من كلوريد قلوي ‎alkali chloride‏ بتحديد أكثر

‏يتعلق الاختراع الحالي بخلية إلكتروليتية وعملية لتحليل كلوريد قلوي ‎Tle‏ على نطاق صناعي

‏كبير مع استهلاك قدرة منخفض. يتعلق هذا الاختراع أيضاً بخلية إلكتروليتية وعملية لإنتاج بيروكسيد

‏هيدروجيني بفاعلية للاستخدام كعامل أكسدة ‎oxidizing agent‏ في العديد من المناطق.

‏يغطي احتراق الوقود الأحفوري ‎Ula fossil fuels‏ حوالي 780 من الطلب العالمي على الطاقة. 0 تبعث عمليات الاحتراق هذه حوالي 34032.7 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون على مستوى

‏العالم في الغلاف الجوي في عام 2011. هذا الإصدار هو أبسط طريقة للتخلص من كميات كبيرة

‏من ثاني أكسيد الكريون (محطات توليد الفحم الحجري التي تتجاوز 50 ‎ll‏ طن يوميًا) . هذا

‏الإصدار هو أبسط طريقة للتخلص من الكميات الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون أيضًا (محطات توليد

الطاقة من الفحم البني ‎brown coal power plants‏ التي تتجاوز 0 ألف طن يوميًا). يعد هذا الإطلاق هو أبسط طريقة للتخلص من كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ‎Lad‏ (محطات توليد الطاقة من الفحم البني التي تتجاوز 50000 طن ‎(Gas‏ ‏أدت المناقشة حول الآثار العكسية للغاز المسبب للاحتباس الحراري ‎greenhouse gas‏ ثاني أكسيد الكربون على المناخ إلى النظر في إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون. من الناحية الديناميكية ‎cdl)‏ يكون مستوى ثاني أكسيد الكريون منخفضًا جدًا وبالتالي يمكن اختزاله مرة أخرى إلى منتجات ‎ALE‏ للاستخدام فقط بصعوية. في الطبيعة؛ يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الكربوهيدرات ‎carbohydrates‏ عن طريق التمثيل الضوئي 01:0105970068159. تكون هذه العملية؛ التي تنقسم إلى العديد من الخطوات المكونة بمرور 0 الوقت ومكانيا على المستوى الجزيئي؛ ‎AL‏ للنسخ على النطاق الصناعي فقط بصعوية كبيرة. تعد الطريقة الأكثر كفاءة في الوقت الحالي مقارنة بالتحفيز الضوئي النقي هي الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون. تكون الصورة المخلوطة هي التحليل الكهريائي بمساعدة ‎gall‏ أو التحفيز الضوئي بمساعدة كهربائية. يمكن استخدام المصطلحين بشكل مترادف؛ ‎By‏ لوجهة نظر الملاحظ. الوصف العام للاإختراع 5 في ‎dls‏ عملية التمثيل الضوئي؛ في هذه العملية؛ يتم تحويل ثاني أكسيد الكريون إلى منتج عالي الطاقة مثل أول أكسيد الكربون ‎¢(CO) Carbon monoxide‏ ميثان ‎((CH4) Methane‏ إيثيلين ‎¢(CoHa) Ethylene‏ إلخ مع توفير الطاقة الكهريائية ‎electrical energy‏ (اختيارتًا بطريقة مدعومة بالصور) والتي يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح أو الشمس. تناظر كمية الطاقة المطلوية في هذا الاختزال بشكل مثالي طاقة احتراق ‎combustion energy‏ الوقود ‎fuel‏ ويجب 0 أن تأتي فقط من مصادر متجددة. ومع ذلك؛ فإن الإفراط في إنتاج الطاقات المتجددة ليس متاحًا بشكل مستمر؛ ولكن في الوقت الحالي فقط في فترات إشعاع الشمس القوي والرياح القوية. ومع ذلك؛ سيتم تعزيز هذا الأمر في المستقبل ‎Canal‏ مع طرح المزيد من مصادر الطاقة المتجددة. لا تزال الدراسات المنهجية للاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون ‎ae‏ جديدًا ‎Gans‏ للتطوير. في السنوات القليلة الماضية فقط تم بذل جهود لتطوير نظام كهروكيميائي ‎electrochemical system‏ 5 يمكنه اختزال كمية مقبولة من ثاني أكسيد الكربون. وقد أظهرت الأبحاث على نطاق المختبر أن التحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكربون يجب أن يتم بشكل مفضل باستخدام المعادن كمحفزات.

تكشف النشرة "اختزال ثانى أكسيد الكريون ‎Liles eS‏ على إلكترودات فلزية ‎"metal electrodes‏ ل ‎Y.

Hori, published in: C.

Vayenas, et al. (eds.), Modern Aspects of Electrochemistry,‏ 89-189 .م ,2008 ‎«Springer, New York,‏ على سبيل المثال» كفاءات فاراداي ‎(FE) Faraday‏ ‎efficiencies‏ فى كاثودات فلزية مختلفة؛ يتم توضيح بعضها على سبيل المتال فى الجدول 1 جدول 1: كفاءات فاراداي لتحويل ثانى أكسيد الكريون إلى منتجات مختلفة عند إلكترودات فلزية ‎Takis‏ ‏إلكترود ميثان | إيثيلين ‎١1‏ لاابلطان أول ‎HCOO‏ :01 إجمالي أكسيد الكربون ‎(Cu) Copper‏ 255333 571 3.0 1.3 94 20.5 | 103.5 نحاس دهب ‎Gold‏ 1 ]0.7 2 | 98.0 ‎(Au)‏ ‏فضة ‎Silver‏ 81.5 12.4 | 94.6 ‎(Ag)‏ ‏انك ‎OOF gn zine‏ )00 ]00 08 74 !6 |09 54 بالاديوم 29 283 | 2.8 26.2 | 60.2 ‎(Pd)Palladium‏ ‏غاليوم 23.2 79.0 | 102.0 ‎(Ga)Gallium‏ ‏رصاص| ‎Lead‏ 97.4 0 | 102.4 ‎(Pb)‏ ‎Mercury (35)‏ 99.5 99.5 ‎(Hg)‏ ‎Indium gy)‏ 2.1 94.9 3 | 100.3 ‎(In)‏ ‎WOT) Ao] WA 71 00] 00] 001 09 sm Tin sess‏ كادميوم 1.3 9 78.4 94 | 103.0 ‎Cadmium‏ ‎(Cd)‏ ‏ثاليوم ‎Thallium‏ 95.1 6.2 | 101.3 ‎(Th)‏

92.4 | 88.9 1.4 0.1 | 18] Nickel <a

CL eS 35944 00] 00] 08 00] 007 O00 (Fe) hon se بلاتين ‎Platinum‏ 0.1 95.7 | 95.8 ست از نا ل ل ل اسان 99.7 | 7 ‏تيتانيوم‎ ‎PS يوضح الجدول 1 كفاءات فاراداي (ب ]7[( من المنتجات المشكلة في اختزال ثاني أكسيد الكريون عند إلكترودات فلزية مختلفة. تنطبق القيم المذكورة على محلول كربونات هيدروجين البوتاسيوم ‎potassium hydrogencarbonate solution‏ 0.1 مولار كإلكتروليت ‎.electrolyte‏ ‏كما يتضح من الجدول 1 فإن الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكريون في إلكترودات الحالة الصلبة في محاليل الإلكتروليت المائية يوفر العديد من المنتجات الممكنة. هناك مناقشات حالية حول كهربة الصناعة الكيميائية. هذا يعني أن السلع الكيميائية أو الوقود يجب أن يتم إنتاجها بشكل تفضيلي من ثاني أكسيد الكريون و/أو أول أكسيد الكربون و/أو ‎HO‏ مع توفير فائض الطاقة ‎(dill)‏ ويفضل أن يكون ذلك من مصادر متجددة. في طور إدخال هذه التكنولوجياء يكون الهدف هو أن تكون القيمة الاقتصادية للمادة أكبر بكثير من قيمتها الحرارية. 0 شهدت طرق التحليل الكهريائي مزيدًا من التطوير في العقود القليلة الماضية. تم تحسين التحليل الكهريائي للماء بغشاء تبادل البروتون ‎(PEM) proton exchange membrane‏ لإعطاء كثافات تيار عالية. يتم بالفعل عرض المحولات الكهريائية الكبيرة التي لها خرج في نطاق ميجاوات في السوق. بالنسبة للتحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكريون؛ ومع ذلك؛ فإن هذا التطور الإضافي قد يكون أكثر صعوية؛ خاصة ‎Lad‏ يتعلق بانتقال الكتلة وأزمنة التشغيل الطويلة. 5 بالتالي يكون هدف الاختراع الحالي هو توفير خلية التحليل الكهريائي أو نظام التحليل الكهربائي الذي ‎(Kar‏ من تقل الكتلة بكفاءة وأزمنة التشغيل الطويلة ‎(Sarg‏ أن يتجنب بشكل خاص التغطية بقشرة صلبة من الملح عند الكاثود. تشكل فكرة المحلل الكهريائي ‎electrolyzer‏ المبين هنا إعداد محتمل للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون الذي تم تصميمه خصيصًا لتجنب التغطية بقشرة صلبة من الملح عند الكاثود وتلوث ثاني 0 أكسيد الكريون للغازات المنصرفة من الأنود. وبالتالي تم تحسينه من أجل انتقال كتلة فعال وأزمنة

اشغيل طويلة. لهذا الغرض؛ طور المخترعون أفكار مصممة لكبح آليات الفشل المعروفة على ‎dag‏ ‏التحديد. في الوقت نفسه؛ تتيح الإنشاءات التي تم الكشف عنها هنا استخدام الإلكتروليت عالي الموصلية؛ مما يساهم في تحسين كفاءة الطاقة وناتج الحيز -الزمن. في جانب أول» يتعلق الاختراع الحالي بخليل تحليل كهريائي تشتمل على -حيز ‎36K‏ يشتمل على كاثود؛ -غشاء تبادل أيوني أول الذي يحتوي على مبادل أنيوني ‎anion exchanger‏ والذي يجاور حيز الكاثود؛ -حيز أنود يشتمل على أنود؛ و -غشاء تبادل أيوني ثاني الذي يحتوي على مبادل كاتيوني ‎cation exchanger‏ والذي يجاور حيز 0 الأنود؛ يشتمل أيضاً على حيز قنطرة ‎(mle‏ حيث يتم وضع حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ بين غشاء التبادل الأيوني الأول وغشاء التبادل الأيوني الثاني. أيضاً يتم الكشف عن نظام تحليل كهريائي يشتمل على خلية التحليل الكهريائي الخاصة بالاختراع؛ طريقة التحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون؛ حيث يتم استخدام خلية التحليل الكهربائي الخاصة بالاختراع أو نظام التحليل الكهربائي الخاص بالاختراع» حيث يتم اختزال ثاني أكسيد الكريون عند 5 الكاثود وتنتقل كريونات الهيدروجين ‎hydrogencarbonate‏ المشكلة عند الكاثود من خلال غشاء التبادل الأيوني الأول إلى حيز قنطرة الملح؛ وإلى استخدام خلية التحليل الكهريائي الخاصة بالاختراع أو نظام التحليل الكهربائي الخاص بالاختراع للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكربون. يمكن استنتاج جوانب إضافية للاختراع الحالي من عناصر الحماية الملحقة والوصف المفصل أكثر. شرح مختصر. للرسومات 0 تهدف الرسومات الملحقة إلى توضيح نماذج الاختراع الحالي وإضفاء مزيد من الفهم عليها. فيما يتعلق بالوصف؛ فإنها تعمل على توضيح مفاهيم ومبادئ الاختراع. تتضح نماذج أخرى والعديد من المزايا المذكورة واضحة فيما يتعلق بالرسومات. لا يتم بالضرورة توضيح عناصر الرسومات حسب المقاييس فيما يتعلق ببعضها البعض. تكون العناصر؛ السمات والمكونات المتشابهة؛ لها نفس الوظيفة وبتم إعطاء نفس التأثير لكل رقم من الأرقام المرجعية في أشكال الرسومات؛ ما لم ينص 5 على خلاف ذلك.

الأشكال من 1 إلى 3 ‎agi‏ في صورة تخطيطية؛ أمثلة لأنظمة التحليل الكهربائي الإبتكارية مع

خلايا التحليل الكهربائي الخاصة بالاختراع.

شكل 4 يوضح؛ في صورة تخطيطية؛ مثال إضافي لخلية التحليل الكهربائي الخاصة بالاختراع.

بالإضافة إلى ذلك» شكل 5 يوضح؛ في صورة تخطيطية؛ مثال إضافي لنظام التحليل الكهريائي للاختراع مع خلية التحليل الكهربائي الخاصة بالاختراع.

شكل 6 عبارة عن مخطط تخطيطي لتوضيح نمط وظيفة الغشاء ثنائي القطبية ‎‘bipolar membrane‏

الأشكال 7 و8 توضح توضيح بياني لمزايا إنشاء 'فجوة صفرية” فيما يتعلق بظلال الإلكترود بواسطة mechanical support structures ‏بنيات الدعم الميكانيكية‎

الأشكال من 9 إلى 12 توضح؛ في صورة تخطيطية»؛ أنظمة التحليل الكهريائي ‎electrolysis systems‏

0 الخاصة بالأمثلة المقارنة للاختراع الحالي. شكل 13 يوضح بيانات للنتائج التي تم الحصول عليها في مثال 2. ما لم يتم تعريفها بشكل مختلف؛ فإن التعبيرات التقنية والعلمية المستخدمة هنا لها نفس المعنى الذي يفهمه شخص ماهر في الفن في المجال التقني للاختراع.

5 تكون إلكترودات انتشار اتغاز ‎(GDEs) Gas diffusion electrodes‏ عبارة عن إلكترودات توجد فيها الأطوار السائلة؛ الصلبة والغازية؛ وحيث؛ على الأخص يقوم محفز موصل ‎conductive catalyst‏ بتحفيز التفاعل الكهروكيميائي ‎electrochemical reaction‏ بين الطور السائل ‎liquid phase‏ والطور الغازي ‎.gaseous phase‏ في سياق الاختراع الحالي؛ يتم فهم "غير آلف للماء" أنه يعني صاد للماء. وفقاً للاختراع» بالتالي

0 تكون المسام غير الآلفة للماء و/أو القنوات هي تلك التي تصد الماء. على الأخص»؛ ترتبط الخواص غير الآلفة للماء وفقاً للاختراع مع مواد أو جزيئات بها مجموعات غير قطبية. على العكس» يتم فهم "آلف للماء" أنه يعني القدرة على التفاعل مع الماء والمواد القطبية الأخرى. في التطبيق؛ يتم تحديد الأشكال ب # بالوزن؛ مالم يتم ذكر أو يتضح من السياق خلاف ذلك. يكون الضغط القياسي هو 101325 باسكال = 1.01325 بار.

:Basic anode reaction ‏تفاعل الأنود القاعدي‎ 25

يعد تفاعل الأنود القاعدي في سياق الاختراع عبارة عن تفاعل نصفي أنودي الذي يطلق كاتيونات التي لا تكون بروتونات ‎protons‏ أو ديوتيرونات ‎deuterons‏ تكون ‎ABN‏ عبارة عن انهيار أنودي لكلوريد البوتاسيوم ‎(KCl) Potassium chloride‏ أو هيدروكسيد البوتاسيوم ‎Potassium hydroxide‏ ‎:(KOH)‏ ‎KCl = 2¢ + Cl, + 2K* 5‏ 2 ‎KOH < 46 + O02 + 211:0 + 4K*‏ 2 تفاعل الأنود الحمضي ‎:Acidic anode‏ يعد تفاعل الأنود الحمضي في سياق الاختراع عبارة عن تفاعل نصفي أنودي الذي يطلق بروتونات 0 أو ديوتيرونات. تكون الأمثلة عبارة عن انهيار أنودي ل ‎HCI‏ أو ‎HO‏ ‎Cl, + 2H*‏ + 26 = 2110 ‎Or + 4H*‏ + ع4 << 211:0 بالإضافة إلى ذلك؛ يتم تعريف المصطلحات التالية لفهم أفضل للاختراع: تناضح كهريائي ‎:Electroosmosis‏ ‏يتم فهم التناضح الكهربائي أنه يعني ظاهرة كهروديناميكية حيث اؤثر قوة تجاه الكاثود على جسيمات لها جهد زبتا موجب موجودة في المحلول وقوة تجاه الأنود على جميع الجسيمات التي لها جهد زيتا سالب. إذا حدث التحويل عند الإلكترودات» أي يتدفق تيار جلفاني ‎galvanic current‏ فيوجد أيضاً تدفق لمادة الجسيمات التي لها جهد زبتا موجب إلى الكاثود؛ بغض النظر عما إذا كانت الأنواع 0 متضمنة في التحويل أم لا. وبنطبق الشيء نفسه على جهد زيتا السالب والأنود. إذا كان الكاثود مسامي؛ يتم ضخ الوسط ‎Wad‏ عبر الإلكترود. يشار إلى هذا ‎Lad‏ بمضخة التناضح الكهربائي ‎.electroosmotic pump‏ يمكن أيضاً أن تتدفق تدفقات المادة الناتجة من التناضح الكهربائي بشكل معاكس لتدرجات التركيز. يمكن التعويض عن التدفقات المرتبطة بالانتشار التي تعوض تدرجات التركيز كنتيجة لذلك. يمكن 5 أن ‎gag‏ تدفقات المادة الناتجة عن التناضح الكهربائي» خاصة في حالة الإلكترودات المسامية 0:05 00:00:58 إلى فيضان المناطق التي لا يمكن ملؤها بالإلكتروليت بدون جهد مسلط. لذلك؛ يمكن أن تسهم هذه الظاهرة في فشل الإلكترودات المسامية؛ وخاصة إلكترودات انتشار الغاز مدع ‎.diffusion electrodes‏

في جانب ‎(Jl‏ يتعلق الاختراع الحالي بخلية تحليل كهربائي تشتمل على -حيز كاثود يشتمل على كاثود؛ -غشاء تبادل أيوني أول الذي يحتوي على مبادل أنيوني والذي يجاور حيز الكاثود؛ -حيز أنود يشتمل على أنود؛ و -غشاء تبادل أيوني ثاني الذي يحتوي على مبادل كاتيوني والذي يجاور حيز الأنود؛ يشتمل أيضاً على حيز قنطرة ملح» حيث يتم وضع حيز قنطرة الملح بين غشاء التبادل الأيوني الأول وغشاء التبادل الأيوني الثاني. في خلية التحليل الكهريائي للاختراع؛ لا يتم تقييد حيز الكاثود؛ الكاثود» غشاء التبادل الأيوني الأول الذي يحتوي على مبادل أنيوني والذي يجاور حيز الكاثود؛ حيز الأنود؛ الأنود؛ غشاء التبادل الأيوني 0 الثاني الذي يحتوي على مبادل كاتيوني والذي يجاور حيز الأنود؛ وحيز قنطرة الملح بشكل خاص؛ شربطة أن يكون لهذه المكونات الترتيب المناسب في خلية التحليل الكهربائي. وبشكل أكثر تحديدًاء فإن حيز قنطرة الملح يحده هنا غشاء التبادل الأيوني الأول وغشاء التبادل الأيوني الثاني؛ ولا سيما بالإضافة إلى ذلك لا يرتبط مباشرة بحيز ‎cag)‏ الأنود؛ حيز الكاثود والكاثود. بحيث توجد كتلة انتقال بين حيز قتطرة الملح وحيز الكاثود أو الكاثود فقط عبر غشاء التبادل الأيوني الأول وبين 5 حيز قنطرة الملح وحيز الأنود أو الأنود فقط عبر غشاء التبادل الأيوني الثاني. وفقاً للاختراع؛ لا يتم تقييد حيز ‎SH‏ حيز الآنود وحيز قنطرة الملح بشكل خاص ‎Lad‏ يتعلق بالشكل؛ المادة؛ الأبعادء إلخ» ‎dans‏ أنه يمكنهم استيعاب الكاثود؛ الأنود وأغشية التبادل الأيوني الأولى والثانية. يمكن تشكيل ثلاثة أحياز» على سبيل المثال» في خلية مشتركة؛ في هذه الحالة يمكن فصلهم بالتالي بواسطة أغشية التبادل الأيوني الأولى والثانية. بالنسبة للأحياز المستقلة؛ يكون من 0 الممكن هناء وفقاً للتحليل الكهربائي المراد إجرائه؛ توفير وسائل مدخل ومخرج خاصة للمواد التمتفاعلة والمنتجات؛ على سبيل المثال في صورة سائل؛ غازء محلول؛ ‎clan‏ إلخ؛ يمكن ‎Lad‏ إعادة تدوير كل منها اختيارياً. لا يوجد تقييد في هذا الصدد أيضاً؛ ويمكن أن يكون التدفق من خلال الأحياز المستقلة في تدفقات موازية أو في اتجاه معاكس. على سبيل المثال؛ في التحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون - حيث يمكن أن يحتوي هذا أيضاً على أول أكسيد الكربون؛ أي؛ على سبيل ‎(Jaa‏ ‏5 يحتوي على الأقل على 720 بالحجم من ثاني أكسيد الكريون - فيمكن إمداد هذا إلى الكاثود في المحلول؛ كغاز؛ إلخ؛ على سبيل المثال في اتجاه معاكس للإلكتروليت في حيز قنطرة الملح. لا يوجد

تقييد في هذا الصدد. توجد خيارات إمداد مناظرة أيضاً في حيز الأنود وسيتم توضيحها بمزيد من التفصيل ‎Lad‏ يلي. يمكن توفير تيار التغذية الخاص إما بشكل مستمر أو؛ على سبيل المثال» شكل نبضيء إلخ؛ يمكن توفير مضخات؛ صمامات؛ إلخ في نظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع؛ وكذلك وسائل تبربد و/أو تسخين للقدرة على تحفيز التفاعلات التي تكون مطلوبة وفقاً لذلك عند الأنود و/أو الكاثود. يمكن أيضًا أن تتوافق مواد الأحياز الخاصة أو خلية التحليل الكهربائي و/أو المكونات الإضافية لنظام التحليل الكهريائي هنا بشكل مناسب وفقًا للتفاعلات المرغوب فيهاء المواد المتفاعلة؛ المنتجات؛ الإلكتروليتات؛ إلخ. ‎Sle‏ على ذلك؛ بالطبع يتم تضمين ‎bad‏ مصدر قدرة واحد على الأقل لكل خلية تحليل كهربائي. قد يتم أيضًا توفير أجزاء إضافية من الأجهزة التي تحدث في أنظمة التحليل الكهريائي في نظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع أو خلية التحليل الكهربائي. 0 وفاً للاختراع؛ لا يتم تقييد الكاثود بشكل خاص ويمكن أن يتوافق مع التفاعل النصفي المرغوب فيه؛ على سبيل المثال فيما يتعلق بنواتج التفاعل. على سبيل المثال» يمكن أن يشتمل كاثود لاختزال ثاني أكسيد الكربون واختيارياً أول أكسيد الكريون على فلز ‎Jie‏ نحاس؛ ‎ccna‏ فضة؛ ‎ely‏ إلخ و/أو ملح منه؛ حيث يمكن أن تتوافق مواد مناسبة مع المنتج المرغوب فيه. بالتالي يمكن اختيار المحفز وفقاً للمنتج المرغوب فيه. في حالة اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى ‎Job‏ أكسيد الكربون؛ على سبيل المثال؛ 5 يفضل أن يعتمد المحفز على دهب؛فضة؛ زنك و/أو مركبات منهاء مثل ‎AgOADO‏ أمدتنط ؛ و0دنه»200. لتحضير الهيدروكريونات؛ يفضل نحاس أو مركبات تحتوي على نحاس ‎(CuO Jie‏ ‎CuO‏ و/أو أكاسيد مخلوطة تحتوي على نحاس مع فلزات أخرى» إلخ. يكون الكاثود عبارة عن إلكترود يحدث عنده تفاعل نصفي اختزالي. يمكن أن يأخذ شكل إلكترود انتشار الغازء إلكترود مسامي أو إلكترود صلب إلخ. 0 تكون النماذج التالية؛ على سبيل المثال؛ ممكنة هنا: -إلكترود انتشار الغاز أو بنية محفز مقيدة مسامية حيث؛ في نماذج خاصة؛ ‎(Ka‏ أن ترتبط بغشاء التبادل الأيوني الأول على سبيل المثال؛ غشاء التبادل الأنيوني ‎anion exchange membrane‏ ‎(AEM)‏ بواسطة أيونومر مناسب»؛ على سبيل المثال أيونومر أنيوني ‎ionomer‏ عتصمتصة؟ - إلكترود انتشار الغاز ‎gas diffusion electrode‏ أو بنية محفز مقيدة مسامية حيث؛ في نماذج 5 خاصة؛ يمكن دمجها جزثئياً في غشاء التبادل الأيوني الأول على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني

-محفز ‎particulate catalyst (BEY‏ الذي يتم استخدامه بواسطة أيونومر مناسب على مادة حاملة

مناسبة؛ على سبيل المثال ‎sale‏ حاملة موصلة ‎«porous conductive support‏ في نماذج خاصة؛

يمكن أن يجاور غشاء التبادل الأيوني الأول على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني؛

-محفز دقائقي الذي يمكن ضغطه في غشاء التبادل الأيوني الأول؛ على سبيل المثال غشاء التبادل

الأنيوني؛ وتوصيله؛ على سبيل المثال» بطريقة موصلة بشكل مناظر؛

-بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة؛ على سبيل المثال شبكة أو فلز ممدد الذي؛ على سبيل المثال؛

يتكون من أو يشتمل على أو يتم طلائه بمحفز و؛ في نماذج خاصة؛ تجاور غشاء التبادل الأيوني

الأول على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني؛

-إلكترود صلب ‎electrode‏ 50110» في هذه الحالة يمكن أن توجد أيضاً فجوة بين غشاء التبادل 0 الأيوني الأول؛ على سبيل المثال غشاء ‎Jalal)‏ الأنيوني؛ والكاثود. على النحو الموضح في شكل 4

على سبيل المثال» على الرغم من عدم تفضيل ذلك؛

-مادة حاملة موصلة مسامية التي يمكن تشريبها بمحفز مناسب واختيارياً أيونومر و؛ في نماذج

خاصة؛ تجاور غشاء التبادل الأيوني الأول على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني؛

-إلكترود انتشار غاز غير موصل أيوني ‎anion-conductive jonomer‏ الذي يتم تشريبه بالتالي 5 بأيونومر مناسب؛ على سبيل المثال أيونومر موصل أنيوني؛ و في نماذج خاصة؛ يجاور غشاء

التبادل الأيوني الأول؛ على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني.

قد تحتوي الكاثودات المناظرة هنا أيضًا على مواد مألوفة في الكاثودات؛ مثل مواد رابطة؛ أيونومرات؛

على سبيل المثال أيونومرات موصلة أنيونية ‎canion-conductive ionomers‏ مواد مالئة ‎efillers‏ مواد

إضافة ‎all‏ للماء ‎«dl ¢hydrophilic additives‏ والتي لا يتم تقييدها بشكل خاص ‎٠.‏ فضلاً عن المحفزء قد يحتوي الكاثود؛ على وجه الخصوص؛ على أيونومر واحد على الأقل؛ على سبيل المثال

أيونومر موصل أنيوني ‎Jia)‏ راتنج تبادل أنيوني الذي قد يشتمل؛ على سبيل ‎(Jal‏ على مجموعات

وظيفية مختلفة لتبادل الأيونات؛ والتي قد تكون هي نفسها أو مختلفة؛ على سبيل المثال مجموعات

أمين ثلاقية ‎ctertiary amine groups‏ مجموعات ألكيل أمونيوم ‎alkylammonium groups‏ و/أو

مجموعات فسفونيوم ‎«(phosphonium groups‏ مادة حاملة؛ على سبيل المثال مادة حاملة موصلة ‎conductive support material 5‏ (على ‎Jaw‏ المثال فلز ‎Jie‏ التيتانيوم ‎«(titanium‏ و/أو على الأقل

‎sale‏ غير ‎Lh‏ واحدة على الأقل ‎Jia‏ الكريون ‎carbon‏ سيليكون ‎¢(Si) Silicon‏ نيتريد البورون

‎boron nitride‏ (810)؛ الماس المشاب بالبورون ‎cboron-doped diamond‏ إلخ؛ و/أو على الأقل أكسيد موصل ‎conductive oxide‏ واحد مثل أكسيد إنديوم قصدير ‎(ITO) indium tin oxide‏ أكسيد ألومنيوم زنك ‎(AZO) aluminum zinc oxide‏ أو أكسيد القصدير المعالج بالفلور ‎fluorinated tin‏ ‎(FTO) oxide‏ - على سبيل المثال لإنتاج الإلكترودات الضوئية ‎«photoelectrodes‏ و/أو على الأقل بوليمر ‎polymer‏ واحد يعتمد على بولي أسيتيلين 0017068071606 بولي إيثوكسيثيوفين ‎«polyethoxythiophene‏ بولي أنيلين ‎polyaniline‏ أو بولي بيرول ع0017070701» على سبيل المثال في إلكترودات أساسها ‎electrodes jade‏ ل0256-©0170(1؛_المواد الحاملة غير الموصلة ‎<nonconductive supports‏ على سبيل المثال؛ تكون شبكات البوليمر ‎polymer meshes‏ ممكنة؛ على سبيل ‎(JU‏ في ‎dlls‏ التوصيل الكافي لطبقة المحفز ‎catalyst layer‏ المواد الرابطة ‎binders‏ ‏0 (على سبيل المثال البوليمرات الآلفة للماء و/أو غير الآلفة ‎celal‏ على سبيل المثال مواد رابطة عضوية ‎corganic binders‏ المختارة على سبيل ‎JED‏ من بولي تترا فلورو إيثيلين ‎Js (PTFE) polytetrafluoroethylene‏ فينيليدين ‎(gla‏ فلوريد ‎polyvinylidene difluoride‏ ‎(PVDF)‏ بوليمرات بيرفلورو ألكوكسي ‎«(PFA) perfluoroalkoxy polymers‏ (بوليمرات مشتركة من إيثيلين-بروييلين ‎dallas‏ بالفلور ‎«((FEP) fluorinated ethylene-propylene copolymers‏ 5 (بوليمرات حمض بيرفلوروسلفوثتيك ‎¢((PFSA) perfluorosulfonic acid polymers‏ وخلائط منهاء خاصة بولي تترا فلورو إيثيلين)؛ مواد مالئة موصلة ‎conductive fillers‏ (مثل الكربون)؛ مواد مالئة غير موصلة ‎nonconductive fillers‏ (مثل الزجاج) و/أو مواد الإضافة الآلفة تلماء ‎hydrophilic‏ ‎additives‏ (على سبيل المثال ‎MgO2 «ALO;‏ المواد الآلفة للماء مثل مركبات بولي سلفون 01701005 » على سبيل المثال مركبات بولي فينيل سلفون ‎cpolyphenylsulfones‏ مركبات بولي ‎polyimides el 0‏ مركبات بولي بنزوكسازول ‎polybenzoxazoles‏ أو مركبات بولي إيثر كيتون ‎«polyetherketones‏ أو البوليمرات ‎polymers‏ عمومًا التي تكون ‎Hue‏ كهروكيميائيًا ‏ في الإلكتروليت؛ "السوائل الأيونية ‎"ionic liquids‏ المبلمرة؛ و أو الموصلات العضوية مثل بي إي دي أوه تي ‎‘PEDOT‏ بي إس ‎PSS al‏ أو بولي أنيلين مشاب بحمض كافور سلفونيك ‎camphorsulfonic‏ ‎(PANT) acid-doped polyaniline‏ والتي ليست مقيدة بشكل خاص. 5 يحتوي ‎gS‏ خاصة في صورة إلكترود انتشار غاز؛ في نماذج خاصة؛ على مكون موصل أيوني؛ ‎Lala‏ مكون موصل أنيوني.

تكون صور كاثود أخرى ممكنة أيضاً؛ على سبيل المثال إنشاءات كاثود على النحو الموصوف في الوثيقة الأمريكية رقم 11-0251755 2016 والوثيقة الأمريكية رقم 9481939. لا يتم تقييد الأنود بشكل خاص أيضاً وفقاً للاختراع ويمكن أن يتوافق مع التفاعل النصفي المرغوب ‎cad‏ على سبيل المثال فيما يتعلق بنواتج التفاعل. عند الأنود؛ الذي يتصل كهربائياً بالكاثود بواسطة مصدر قدرة لتوفير جهد للتحليل الكهربائي؛ تحدث أكسدة مادة في حيز الأنود. بالإضافة إلى ذلك؛ لا يتم تقييد مادة الأنود بشكل خاص وتعتمد بشكل إبتدائي على التفاعل المرغوب فيه. تتضمن مواد أنود توضيحية بلاتين ‎platinum‏ أو سبائك بلاتين؛ بلاديوم أو سبائك ‎andl‏ وكربون زجاجي ‎.glassy carbon‏ تكون مواد الأنود الإضافية أيضاً عبارة عن أكاسيد موصلة ‎conductive oxides‏ مثل 7100 مشاب أو غير مشاب؛ أكسيد إنديوم قصديرءأكسيد قصدير مشاب بالفلورء أكسيد زنك مشاب بالألومنيوم؛ أكسيد إريديوم؛ إلخ. يمكن أيضاً استخدام هذه المركبات النشطة حفزياً بشكل اختياري سطحياً فقط بواسطة منهجية طبقة رقيقة رفيعة؛ على سبيل المثال على مادة حاملة من التيتانيوم و/أو الكربون. لا يتم تقييد محفز الأنود بشكل خاص. يمكن أن يكون المحفز المستخدم لإنتاج أكسجين ‎oxygen‏ )02( أو ‎«Clr‏ على سبيل المثال؛ أيضاً ‎Ble‏ عن ,10 (1.5< » <2) أو و0بسع. يمكن أن يأخذ ذا شكل أكسيد مخلوط مع فلزات أخرى؛ على سبيل المثال د,110؛ و/أو 5 محمول على مادة موصلة مثل ‎(AC‏ صورة كريون ‎catia‏ أسود موصل؛ جرافيت؛ إلخ). بدلاً من ذلك؛ يكون من الممكن ‎Load‏ استخدام محفزات تعتمد على حديد- نيكل أو كويالت ‎(Co) Cobalt‏ - نيكل لتوليد أكسجين. لهذا الغرض؛ على سبيل المثال؛ يكون الإنشاء الموصوف أدناه مع غشاء ثناتي القطبية ‎bipolar membrane‏ مناسب. يكون الأنود عبارة عن الإلكترود الذي عنده يحدث التفاعل النصفي المؤكسد.بالمثل يمكن أن يأخذ 0 شكل إلكترود انتشار الغازء إلكترود مسامي ‎porous electrode‏ أو إلكترود صلب ‎electrode‏ لوثاوي )2 تكون النماذج التالية ممكنة: -إلكترود انتشار الغاز أو بنية محفز مقيدة مسامية حيث؛ في نماذج خاصة؛ ‎(Ka‏ أن ترتبط بغشاء التبادل الأيوني ‎SG‏ ¢ على سبيل المثال؛ غشاء التبادل الكاتيوني ‎cation exchange membrane‏ ‎(CEM) 5‏ بواسطة أيونومر مناسب؛ على سبيل المثال أيونومر كاتيوني ‎‘cationic ionomer‏

- إلكترود انتشار الغاز أو بنية محفز مقيدة مسامية ‎«Cua porous bound catalyst‏ في نماذج

خاصة؛ ‎Sa‏ دمجها ‎Ws‏ في غشاء التبادل الأيوني الثاني على سبيل المثال غشاء التبادل

الكاتيوني؛

-محفز ‎particulate catalyst (BEY‏ الذي يتم استخدامه بواسطة أيونومر مناسب على مادة حاملة مناسبة؛ على سبيل المثال مادة حاملة موصلة مسامية و؛ في نماذج خاصة؛ يمكن أن يجاور غشاء

‎Jalal‏ الأيوني الثاني؛ على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني؛

‏-محفز دقائقي الذي يمكن ضغطه في غشاء التبادل الأيوني الثاني؛ على سبيل المثال غشاء التبادل

‏الكاتيوني» وتوصيله؛ على سبيل المثال» بطريقة موصلة بشكل مناظر؛

‏-بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة؛ على سبيل المثال شبكة أو فلز ممدد الذي؛ على سبيل المثال؛

‏0 يتكون من أو يشتمل على أو يتم طلائه بمحفز و؛ في نماذج خاصة؛ تجاور غشاء التبادل الأيوني الثاني» على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني؛ -إلكترود صلب؛ في هذه الحالة يمكن أن توجد أيضاً فجوة بين غشاء ‎Jalal‏ الأيوني الثاني على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني؛ ‎easily‏ على النحو الموضح في الأشكال 3 و4 على سبيل المثال» على الرغم من عدم تفضيل ذلك؛

‏5 حمادة حاملة موصلة مسامية التي يمكن تشريبها بمحفز مناسب واختيارياً أيونومر و؛ في نماذج خاصة؛ تجاور غشاء التبادل الأيوني الثاني على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني ؛ -إلكترود انتشار غاز غير موصل أيوني الذي يتم تشريبه بالتالي بأيونومر مناسب؛ على سبيل المثال أيونومر موصل كاتيوني؛ و؛ في نماذج خاصة؛ يجاور غشاء التبادل الأيوني الثاني على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني.

‏0 قد تحتوي الأنودات المناظرة هنا ‎Loa‏ على مواد مألوفة في الأنودات؛ مثل مواد رابطة؛ أيونومرات ‎ionomers‏ على سبيل المثال أيونومرات موصلة كاتيونية ‎«cation-conductive ionomers‏ على سبيل المثال تحتوي على مجموعات أمين ثلاثية ‎tertiary amine‏ مجموعات ألكيل أمونيوم ‎alkylammonium groups‏ و/أو مجموعات فسفونيوم ‎cphosphonium‏ مواد مالئة؛ مواد إضافة آلفة للماء؛ إلخ؛ التي لا يتم تقييدها بشكل خاص؛ والتي؛ على سبيل المثال؛ يتم وصفها أيضاً أعلاه فيما

‏5 يتعلق بالكاثودات ‎.cathodes‏

في خلية التحليل الكهريائي للاختراع» يمكن دمج الإلكترودات المذكورة أعلاه على سبيل المثال مع

بعضها البعض على النحو المرغوب فيه. لا يتم تقييد غشاء التبادل الأيوني الأول الذي يحتوي على مبادل أنيوني ويجاور حيز الكاثود بشكل خاص ‎By‏ للاختراع. قد يحتوي؛ على سبيل ‎(JB‏ على مبادل أنيوني في شكل طبقة تبادل أنيوني ‎«anion exchange layer 5‏ وفي هذه الحالة قد توجد طبقات أخرى ‎Jie‏ طبقات غير موصلة أيونية ‎.non-ion-conductive layers‏ في نماذج خاصة؛ يكون غشاء التبادل الأيوني الأول هو غشاء التبادل الأنيوني؛ أي؛ على سبيل ‎(Jad)‏ غشاء موصل أيوني ‎ion-conductive membrane‏ (أو بمعنى أوسع غشاء يحتوي على طبقة تبادل كاتيوني ‎(cation exchange layer‏ له وظائف موجبة الشحنة؛ وهو أمر غير مقيد بشكل خاص. يحدث نمط مفضل لانتقال الشحنة في طبقة التبادل

‎١ 10‏ لأنيوني ‎anion exchange layer‏ أو غشاء التبادل ‎١‏ لأنيوني عبر الأنيونات. ويشكل أكثر تحديداً فإن غشاء التبادل الأيوني الأول وخاصة طبقة التبادل الأنيوني أو غشاء التبادل الأنيوني فيه يوفر الانتقال الأنيوني عبر الشحنات الموجبة عند مواقع ثابتة. في هذه الحالة؛ من الممكن بشكل خاص الحد من أو تجنب تماماً تغلغل الإلكتروليت في الكاثود الذي يتم تعزيزه بواسطة قوى التناضح الكهربائي.

‏5 يوضح غشاء التبادل الأيوني الأول المناسب؛ على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني؛ في نماذج خاصة؛ قابلية جيدة للتبلل عن طريق الماء و/أو محاليل ملح مائية؛ موصلية أيونية عالية و/أو حمل المجموعات الوظيفية الموجودة فيها لقيم الرقم الهيدروجيني العالية» خاصة لا توضح أي نبذ ‎Hoffman‏ يكون مثال لغشاء ‎Jalal)‏ الأنيوني ‎hy‏ للاختراع عبارة عن غشاء 8©-8201؛ الذي يتم بيعه بواسطة 2008لا»101» والذي يستخدم في المثال» "5091010100 " الذي تم بيعه بواسطة ‎Dioxide‏

‎(Materials 0‏ أو غشاء تبادل ‎١‏ لأنيوني المباع بواسطة ‎(Fumatech‏ على سبيل المثال ‎Fumasep FAS-‏ ‎.Fumasep FAD-PET 4 PET‏ يحتوي غشاء ‎Jalal)‏ الأيوني الثاني المناسب؛ على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني أو الغشاء ثنائي القطبية؛ على مبادل كاتيوني الذي قد يكون في تلامس مع الإلكتروليت في حيز قنطرة الملح. خلاف ‎cell‏ فإن غشاء التبادل الأيوني الثاني الذي يحتوي على مبادل كاتيوني والذي يجاور حيز

‏5 الأنود لا يتم تقييده بشكل خاص. قد يحتوي؛ على سبيل المثال» على مبادل كاتيوني في شكل طبقة تبادل كاتيوني؛ وفي هذه الحالة قد توجد طبقات أخرى مثل الطبقات غير الموصلة الأيونية. قد يأخذ

شكل الغشاء ثنائي القطب أو غشاء التبادل الكاتيوني. يكون غشاء التبادل الكاتيوني أو طبقة التبادل

الكاتيوني؛ على سبيل ‎(JB‏ عبارة عن غشاء موصل أيوني أو طبقة موصلة أيونية مع وظائف

سالبة الشحنة. يحدث نمط مفضل لانتقال الشحنة في قنطرة الملح في غشاء التبادل الأيوني الثاني

عبر الكاتيونات. على سبيل المثال؛ تكون أغشية ‎®Nafion‏ المتاحة تجارياً مناسبة ‎(Jie‏ غشاء التبادل

الكاتيوني؛ أو بخلاف ذلك أغشية ‎Fumapem-F‏ التي تباع بواسطة ‎Aciplex «Fumatech‏ التي

تباع بواسطة ‎Asahi Kasei‏ أو أغشية 10(" المباعة من قبل ©806. من حيث المبداء يكون من

الممكن ‎Yay‏ من ذلك استخدام أغشية البوليمر الأخرى المعدلة بمجموعات حمضية شديدة (مجموعات

-(phosphonic acid ‏وحمض الفسفونيك‎ sulfonic acid ‏حمض السلفونيك‎ Jie

وبشكل أكثر تحديداً؛ يمنع غشاء التبادل الأيوني الثاني مرور الأنيونات» خاصة :1100 إلى حيز 0 الأنود. يفترض النص التالي الحالة الأكثر بساطة لغشاء التبادل الكاتيوني لغشاء التبادل الأيوني

الثاني إذا لم يتم تحديده صراحة على أنه غشاء ثنائي القطب.

يوضح غشاء ‎Jalal)‏ الأيوني الثاني المناسب؛ على سبيل المثال غشاء التبادل الكاتيوني؛ في نماذج

‎dala‏ قابلية جيدة للتبلل عن طريق الماء ومحاليل الملح المائية؛ الموصلية الأيونية العالية؛

‏الاستقرار للأنواع المتفاعلة التي يمكن توليدها في الأنود (كما هو الحال؛ على سبيل المثال؛ للبوليمرات 5 المعالجة بالبرفلور ‎(perfluorinated polymers‏ ؛ و/أو الاستقرار في نظام الرقم الهيدروجيني

‎.anode reaction ‏لتفاعل الأنود‎ Gg ‏المطلوب؛‎

‏في نماذج خاصة؛ يكون غشاء التبادل الأيوني الأول و/أو غشاء التبادل الأيوني الثاني آلف للماء .

‏في نماذج خاصة؛ يكون الأنود و/أو الكاثود آلف للماء ‎Wa‏ على الأقل. في نماذج خاصة؛ يكون

‏غشاء التبادل الأيوني الأول و/أو غشاء التبادل الأيوني الثاني قابل للترطيب بالماء. من أجل ضمان 0 الموصلية الأيونية الجيدة للأيونومرات»؛ يفضل الانتفاخ بالماء. في التجرية؛ وجد أن أغشية قابلية

‏التبليل المحدودة يمكن أن تؤدي إلى تدهور واضح في التوصيل الأيوني للإلكترودات.

‏بالنسبة لبعض التحويلات الكهروكيميائية ‎electrochemical conversions‏ عند إلكترودات المحفز

‎Lad catalyst electrodes‏ يكون وجود الماء مفيدًا.

‏على سبيل المثال 211605 + ‎CO‏ > 28 + 11:0 + د00 3

بالتالي؛ يحتوي الأنود و/أو الكاثود. في نماذج خاصة؛ على ألفة للماء كافية. يمكن تعديل هذا اختياريًا من خلال الإضافات الآلفة للماء ‎Jie‏ د10 ‎(ALO;‏ أو أكاسيد فلزية ‎al‏ خاملة كهروكيميائياً؛ إلخ. لا يتم تفييد حيز قنطرة الملح؛ كما هو موضح أعلاه؛ بشكل خاص؛ ‎Aland‏ أن يتم وضعه بين غشاء التبادل الأيوني الأول وغشاء التبادل الأيوني الثاني. في نماذج خاصة؛ يأخذ الكاثود و/أو الأنود شكل إلكترود انتشار الغازء بنية محفز مقيدة مسامية؛ محفز دقائقي على مادة حاملة؛ طلاء محفز دقائقي على غشاء تبادل أيوني أول و/أو ثاني؛ ‎salad‏ ‏حاملة موصلة مسامية مشربة بمحفز؛ و/أو بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة. في نماذج خاصة؛ يأخذ الكاثود شكل إلكترود انتشار غازء بنية محفز مقيدة مسامية؛ محفز دقائقي على مادة حاملة؛ طلاء 0 محفز دقائقي على غشاء التبادل الأيوني الأول و/أو الثاني؛ مادة حاملة موصلة مسامية ‎pie‏ ‏بمحفز؛ و/أو بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة؛ يحتوي على مادة ‎Jalal‏ الأنيوني. في نماذج خاصة؛ يأخذ الأنود شكل إلكترود انتشار ‎JL‏ بنية محفز مقيدة مسامية؛ محفز دقائقي على مادة حاملة؛ طلاء محفز دقائقي على غشاء التبادل الأيوني الأول و/أو الثاني مادة حاملة موصلة مسامية مشرب بمحفز؛ و/أو بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة؛ يحتوي على مادة تبادل كاتيوني. يمكن دمج 5 النماذج المختلفة للكاثود والأنود مع بعضها البعض على النحو المرغوب فيه. يتم توضيح أمثلة على الأوضاع المختلفة لتشغيل خلية ذات غشاء مزدوج في الأشكال من 1 إلى 4 - في الأشكال من 1 إلى 3 ‎Load‏ مع المكونات الإضافية لنظام التحليل الكهريائي للاختراع؛ أيضًا ‎Lad‏ يتعلق بطريقة الاختراع. في الأشكال؛ على سبيل المثال؛ يفترض اختزال ثاني أكسيد الكريون إلى أول أكسيد الكريون. ومع ذلك؛ من حيث المبداً؛ لا تقتصر الطريقة على هذا التفاعل؛ ولكن 0 يمكن استخدامها ‎Lad‏ لأي نواتج أخرى؛ مثل الهيدروكربونات» ويفضل الهيدروكريونات الغازية ‎.gaseous hydrocarbons‏ يوضح الشكل 1؛ على سبيل المثال؛ إنشاء ذو غشائين للاختزال الكهربائي لثاني أكسيد الكربون مع تفاعل الأنود الحمضي؛ الشكل 2 إنشاء ذو غشائين للاختزال الكهريائي لثاني أكسيد الكريون مع تفاعل الأنود القاعدي؛ والشكل 3 إعداد تجرببي لخلية غشاء مزدوج ‎double membrane cell‏ كما 5 هو مستخدم أيضًا في المثال الإبتكاري 1. في كل من هذه الأشكال؛ يتم توفير الكاثود ‎AK‏ حيز الكاثود 1 والأنود .م في حيز الأنود 111 مع حيز قنطرة ملح ]1 مشكل بين هذه الأحياز؛ التي يتم

— 1 8 —

فصلها عن حيز الكاثود 1 بواسطة غشاء أول؛ هنا باسم غشاء التبادل الأنيوني؛ ومن حيز الأنود 111

بواسطة غشاء ثاني؛ هنا باسم غشاء التبادل الكاتيوني. يوضح الشكل 4 بالإضافة إلى ذلك إنشاء

إضافي لخلية التحليل الكهريائي الخاصة بالاختراع حيث لا يكون كل من غشاء ‎Jalal)‏ الأيوني

الأول في شكل غشاء تبادل أنيوني غشاء التبادل الأنيوني وغشاء التبادل الأيوني الثاني في شكل

غشاء تبادل كاتيوني غشاء ‎Jalal)‏ الكاتيوني في تلامس مباشر مع الكاثود كا أو مع الأنود ‎GA‏

مثل هذا النموذج؛ من الممكن؛ على سبيل ‎(JU‏ أن يأخذ الكاثود والأنود شكل إلكترود صلب.

وبالمثل يمكن استخدام خلية التحليل الكهربائي الموضحة فى الشكل 4 في أنظمة التحليل الكهربائي

‎electrolysis systems‏ الموضحة في الأشكال من 1 إلى 3. كما يمكن أيضًا استخدام خلايا نصفية

‏مختلفة من الأشكال من 1 إلى 3 وكذلك المكونات ‎ll‏ 45 المناظرة لنظام التحليل الكهربائي المراد تجميعها على النحو المرغوب فيه؛ وكذلك مع ‎LIS‏ النصغية للتحليل الكهريائي ‎electrolysis half-‏

‎. ‏أ لأخرى (غير موضحة)‎ cells

‏يتم إعطاء وصف أكثر تفصيلًا للأشكال من 1 إلى 4 فيما يلي بالارتباط مع طريقة الاختراع.

‏فى نماذج ‎dala‏ يتخذ غشاء التبادل الأيونى التانى شكل الغشاء ثنائى القطب؛ حيث يتم توجيه

‏طبقة التبادل الأنيونى للغشاء ثنائى القطب بشكل مفضل نحو حيز الأنود وطبقة التبادل الكاتيونى 5 _ للغشاء ثنائي القطب باتجاه حيز قنطرة الملح. يكون هذا مفيد بشكل خاص في ‎Ala‏ استخدام

‏الإلكتروليتات الماثية ‎aqueous electrolytes‏ كما تمت مناقشته فيما بعد .

‏يتم توضيح هذا ‎١‏ لإنشاء الخاص التوضيحى مع الغشاء الثنائى القطب فى الشكل يي والذي يوضح؛

‏على سبيل المثال؛ إنشاء ذو غشائين للاختزال الكهربائي لثاني أكسيد الكريون مع غشاء التبادل

‏الأنيونيى على جانب الكاثود والغشاء الثنائي القطب (غشاء التبادل الكاتيوني/غشاء التبادل الأنيوني) 0 على جانب ‎cag)‏ يوضح هناء كما هو الحال في الأشكال من 1 إلى 3 أيضًاء يتم توفير الكاتوليت

‎<k catholyte‏ قنطرة الملح ‎salt bridge‏ 8 (إلكتروليت لحيز قنطرة الملح) وأنوليت ‎<a anolyte‏ وأيضًا

‏إعادة تدوير © خاصة ‎Sl‏ أكسيد الكربون؛ وحيث توجد أكسدة للماء على سبيل المثال على ‎Gila‏

‏الأنود. تناظر الأرقام المرجعية الإضافية تلك الموجودة في الأشكال 1 إلى 4.

‏فى خلية غشاء مزدوج الخاصة بالاختراع؛ يوجد ‎Lad‏ إنشاء ممكن يكون فيه غشاء التبادل الأيونى 5 الثاني المستخدم هو غشاء ثنائي القطب.

يكون الغشاء ‎SUS‏ القطب؛ على سبيل المثال؛ هو طبقة بينية مكونة من غشاء التبادل الكاتيوني و غشاء التبادل الأنيوني. لكن هذا لا يشتمل ‎sale‏ على غشاءين يوضع أحدهما فوق ‎AY)‏ بل غشاء له طبقتان على الأقل. يعمل الرسم البياني في الشكلين 5 و 6 مع غشاء التبادل الأنيوني وغشاء التبادل الكاتيوني هنا فقط للتوضيح للاتجاه المفضل للطبقات. تواجه طبقة غشاء التبادل الأنيوني أو التبادل الأنيوني الأنود هنا ؛ تواجه طبقة غشاء التبادل الكاتيوني أو التبادل الكاتيوني الكاثود. لا يمكن المرور من خلال هذه الأغشية تقريبًا لكل من الأنيونات والكاتيونات. بالتالي لا تعتمد موصلية الغشاء ثنائي القطب على سعة الانتقال للأيونات. ‎Yay‏ من ذلك؛ يتم نقل الأيونات ‎Bale‏ عن طريق عدم التناسب الحمضي القاعدي للماء في منتصف الغشاء. ‎Ag‏ هذا حاملين لشحنات ذات شحنة

معاكسة يتم نقلهما بعيدًا بواسطة المجال الكهريائي ‎electrical field‏

0 بالتالي يمكن توجيه أيونات ‎OH‏ الناتجة من خلال ‎gia‏ غشاء التبادل الأنيوني الخاص بالغشاء ثنائي القطب إلى ‎cag)‏ حيث يتم أكسدتها:

ع4 + 211:0 +02 = ‎40H‏ ‎(Say‏ توجيه أيونات ‎“HY‏ من خلال جزءِ غشاء التبادل الكاتيوني الخاص بالغشاء ثنائي القطب في قنطرة الملح أو حيز قنطرة الملح 11 حيث يمكن تعادلها بواسطة أيونات 100 المولدة كاثودياً.

‎HCOs5 + H* < 0: +110 15‏ نظرًا لأن موصلية الغشاء ثنائي القطب يعتمد على فصل الشحنات في الغشاء؛ ومع ذلك؛ فمن المتوقع عادة حدوث انخفاض جهد أعلى. تكمن ميزة هذا الإنشاء في فك إقران دوائر الإلكتروليت ‎electrolyte circuits‏ حيث أن الغشاء ثنائي القطب»؛ على النحو المذكور بالفعل؛ غير منفذ فعليًا لجميع الأيونات.

‏0 وبهذه الطريقة؛ بالنسبة لتفاعل الأنود القاعدي أيضًاء من الممكن تنفيذ إنشاء لا يحتاج إلى تجديد مستمر وإزالة الأملاح أو نواتج الأنود. لا يكون ذلك ‎Uae‏ إلا في ‎Alla‏ استخدام الأنوليتات التي تعتمد على الأحماض التي لها أنيونات غير نشطة كهروكيميائياً؛. على سبيل المثال +11:50. في ‎dls‏ استخدام غشاء ثنائي القطب؛ من الممكن ‎Wad‏ استخدام إلكتروليتات هيدروكسيد ‎hydroxide‏ ‎Jia electrolytes‏ هيدروكسيد البوتاسيوم أو ‎NaOH‏ تعزز قيم الرقم الهيدروجيني العالية بشكل

‏5 ديناميكي حراري أكسدة الماء وتسمح باستخدام محفزات أنود ‎anode catalysts‏ مفضلة ‎«SH‏ على سبيل المثال على أساس حديد-نيكل؛ ‎Ally‏ لن تكون مستقرة في ظل الظروف الحمضية.

يوضح الشكل 6 بالتفصيل؛ ‎lay‏ تخطيطيًا لتوضيح وضع وظيفة الغشاء ثنائي القطب مع إعاقة

الأنيونات م والكاتيونات ‎CF‏

في نماذج خاصة؛ يكون الأنود في تلامس مع غشاء التبادل الأيوني الثاني و/أو؛ في نماذج خاصة؛

يكون الكاثود في تلامس مع غشاء التبادل الأيوني الأول؛ كما هو موصوف بالفعل على سبيل المثال أعلاه. وهذا يتيح اتصال جيد بحيز قنطرة الملح. من الممكن أيضًا تقليل أو حتى تجنب تأثيرات

التظليل الكهربائي.

يمكن توضيح التجنب المفيد لآثار التظليل الكهريائي هنا على النحو التالي. يتطلب التشغيل الفعال

لخلية التحليل الكهربائي ‎IS‏ من التوصيل الكهربائي والتوصيل الأيوني للمحفز النشط كهروكيميائياً.

يمكن التأثير على هذاء على سبيل المثال» عن طريق الاختراق الجزئي للإلكترود بواسطة إلكتروليت.

0 يمكن ضمان ذلك؛ على سبيل ‎Ji‏ بواسطة المكونات الموصلة الأيونية ‎jon-conductive‏ ‎components‏ ) لأيونومرات 5 ) في الإلكترود الخاص أو الإلكترودات. ‎Jag‏ الأيونومر في هذه الحالة فعليًا إلكتروليت ‎Pl‏ ‏في النماذج المفضلة؛ بشكل خاص لخلية الغشاء المزدوج ‎double membrane cell‏ يتم توصيل كل من الأنود والكاثود مباشرة بغشاء التبادل الأيوني الأول والثاني على التوالي؛ على سبيل المثال؛

5 يشتمل كل منهما على إلكتروليت بوليمر. هذا يمكن أن يمنع آثار التظليل الناتجة عن بنيات المادة الحاملة الميكانيكية ‎mechanical support structures‏ في غرف الإلكتروليت ‎electrolyte chambers‏ إذا كانت بنيات المادة الحاملة غير الموصلة تجاور المناطق النشطة كهروكيميائياً مباشرةً؛ فإنها معزولة عن النقل الأيوني وتكون غير نشطة. ومع ذلك؛ من المفضل أن يكون غشاء التبادل الأيوني الأول والثاني على المنطقة بالكامل وبالتالي يوفر توصيل أيوني للمحفز على كامل المنطقة.

0 يوضح الشكلان 7 و8 رسمًا توضيحيًا لمزايا إنشاء "الفجوة الصفرية" فيما يتعلق بتظليل الإلكترود بواسطة بنيات المادة الحاملة الميكانيكية؛ في حين يوضح الشكل 7 المحفز 1 للإلكترود (نشط) وبنية المادة الحاملة الميكانيكية 4 حيث يشكل الإلكتروليت السائل ‎liquid electrolyte‏ 5 في إلكتروليت البوليمر ‎polymer electrolyte‏ 2 كمادة ‎Jali‏ أيوني ‎ion exchange material‏ مواقع في إلكتروليت البوليمر 3 مع تدفق أيون ضئيل؛ بينما يوضح الشكل 8 المحفز غير النشط ‎inactive catalyst‏ 6

في بنية المادة الحاملة الميكانيكية ‎mechanical support structure‏ 4.

في نماذج خاصة؛ يكون الأنود و/أو الكاثود في تلامس مع بنية موصلة على الجانب البعيد عن حيز قنطرة الملح. لا يتم تقييد البنية الموصلة هنا بشكل خاص. بالتالي يكون الأنود و/أو الكاثود؛ في نماذج خاصة؛ في تلامس مع الجانب البعيد عن قنطرة الملح عبر البنيات الموصلة. هذه ليست مقيدة بشكل خاص. قد تكون ‎coda‏ على سبيل المثال» أجزاء كربون ‎«carbon fleeces‏ رغاوي فلزية ‎metal foams 5‏ خيوط فلزية ‎cmetal knits‏ فلزات ممددة ‎expanded metals‏ بنيات جرافيت ‎graphite‏ ‎structures‏ أو بنيات فلزية ‎.metal structures‏ في جانب ‎«aT‏ يتعلق الاختراع ‎Mall‏ بنظام التحليل الكهريائي الذي يشتمل على خلية التحليل ‎SL eS‏ للاختراع. تم بالفعل مناقشة النماذج المناظرة لخلية التحليل الكهربائي والمكونات التوضيحية الإضافية لنظام التحليل الكهريائي للاختراع أعلاه وبالتالي فهي قابلة للتطبيق أيضًا على نظام التحليل 0 الكهربائي للاختراع. في نماذج خاصة؛ يشتمل نظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع أيضًا على ‎Bang‏ إعادة تدوير ‎recycling unit‏ متصلة بمخرج من حيز قنطرة الملح ومدخل في حيز الكاثود والتي تم إعدادها لسريان مادة متفاعلة من تفاعل الكاثود الذي يمكن تشكيله في حيز قنطرة الملح مرة أخرى إلى حيز الكاثود. هذا مفيد بشكل خاص بالارتباط مع غشاء التبادل الكاتيوني باعتباره غشاء التبادل الأيوني الثاني في توليفة مع تفاعل الأنود الحمضي؛ وفي ‎Alla‏ استخدام الغشاء الثنائي القطب كغشاء التبادل الأيوني الثاني . في جانب ‎OAT‏ يتعلق الاختراع الحالي بطريقة التحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكربون» حيث يتم استخدام خلية التحليل الكهريائي للاختراع أو نظام التحليل الكهريائي للاختراع» حيث يتم اختزال ثاني أكسيد الكريون عند الكاثود وتنتقل كريونات الهيدروجين ‎hydrogencarbonate‏ المشكلة عند الكاثود -من خلال غشاء التبادل الأيوني الأول إلى الإلكتروليت في حيز قنطرة الملح. يمكن كبح أي ‎Jul‏ ‏إضافي لكربونات الهيدروجين هذه إلى الأنوليت بواسطة غشاء التبادل الأيوني الثاني. يتم توظيف خلية التحليل الكهريائي الخاصة بالاختراع ونظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع في طريقة الاختراع للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون؛ وبالتالي فإن الجوانب التي تمت مناقشتها فيما يتعلق بذلك أعلاه وفيما بعد ترتبط أيضًا بالطريقة المذكورة. 5 شُتخدم طريقة الاختراع في تحليل ثاني أكسيد الكريون كهربائياً. على الرغم من أنه لا يستبعد وجود مادة متفاعلة أخرى ‎Jie‏ أول أكسيد الكريون التي يمكن أن تتحلل بالكهرياء وكذلك ثاني أكسيد

الكريون على جانب الكاثود؛ أي يوجد خليط يشتمل على ثاني أكسيد الكريون ‎Lady‏ على سبيل

المثال» أول أكسيد الكربون. على سبيل المثال؛ تحتوي ‎sald)‏ المتفاعلة على جانب الكاثود على

0 بالحجم على الأقل ثاني أكسيد الكريون.

في حيز قنطرة الملح»؛ في طريقة الاختراع؛ يوجد عادة إلكتروليت الذي يمكن أن يضمن اتصال إلكتروليتي ‎electrolytic connection‏ بين جيز الكاثود وحيز الأنود. يشار إلى هذا الإلكتروليت أيضًا

باسم قنطرة الملح ولا يتم تقييده بشكل خاص وفقًا للاختراع» بشرط أن يكون بشكل مفضل عبارة عن

محلول مائي للأملاح.

‎ally‏ فإن قنطرة المالح هنا عبارة عن إلكتروليت» وبفضل أن يكون بموصلية أيونية عالية؛ ويعمل

‏على تأسيس اتصال بين الأنود والكاثود. في نماذج خاصة؛ تتيح قنطرة الملح أيضًا إزالة حرارة

‏0 النفايات. علاوة على ذلك؛ تعمل قنطرة الملح كوسط تفاعل لحاملات الشحنة المولدة أنودياً وكاثوديا. في نماذج خاصة؛ تعد قنطرة الملح عبارة عن محلول لواحد أو أكثر من الأملاح؛ يشار إليها ‎Lal‏ ‏باسم الأملاح الموصلة؛ والتي ليست مقيدة بشكل خاص. في نماذج خاصة» يكون لقنطرة الملح سعة محلول منظم كافية لكبح التغييرات في الرقم الهيدروجيني أثتاء التشغيل وتراكم تدرجات الرقم الهيدروجيني داخل أبعاد الخلية. يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني لمحلول منظم 1: 1 داخل النطاق

‏5 المحايد من أجل تحقيق أقصى سعة عند قيم الرقم الهيدروجيني المحايدة الناتجة عن نظام ثاني أكسيد الكريون/كريونات الهيدروجين. على سبيل المثال؛ سيكون المحلول المنظم بهيدروجين فوسفات ‎(s13/hydrogenphosphate‏ هيدروجين فوسفات ‎dihydrogen-phosphate‏ مناسب؛ على سبيل المثال؛ له 1: 1 رقم هيدروجيني 7.2. بالإضافة إلى ذلك؛ يتم إعطاء الأفضلية لاستخدام الأملاح الموجودة في قنطرة الملح والتي لا تتلف الإلكترودات في ‎dlls‏ الانتشار الضئيل عبر الأغشية.

‏0 نظرًا لأن الأقطاب الكهربائية لا تتلامس بشكل مباشر مع قنطرة الملح؛» فإن الطبيعة الكيميائية لإلكتروليت قنطرة الملح أقل تقييدًا بكثير ‎die‏ في حالة مفاهيم الخلية الأخرى. على سبيل المثال» من الممكن أيضًا استخدام الأملاح التي من شأنها أن تتلف الإلكترودات؛ على سبيل المثال الهاليدات 1011065 (كلوريد ‎«chloride‏ بروميد ‎bromides‏ تتلف كاثود فضة أو نحاس؛ فلوريدات ‎oxalates‏ تتلف أنودات تيتانيوم) أو سيتم تحويلها اكهروكيميائياً بواسطة الإلكترودات؛ على سبيل المثال النترات

‎nitrates 5‏ أو أكسالات ‎oxalates‏ نظرًا لأنه يمكن كبح الانتقال ‎١‏ لأيوني إلى الإلكترودات؛ فمن الممكن

أيضًا العمل بتركيزات أعلى. بشكل عام؛ من الممكن ضمان الموصلية العالية لقنطرة الملح» مما

يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة.

علاوة على ذلك؛ من الممكن أيضًا وجود الإلكتروليتات في حيز الأنود و/أو حيز الكاثود التي يشار

إليها أيضًا باسم أنوليت ‎anolyte‏ أو كاثوليت ‎catholyte‏ ولكن لا يتم استبعادها ‎dy‏ للاختراع بعدم وجود الإلكتروليتات في الحيزين ‎plug‏ على ذلك ؛ يتم تزويدها ؛ على سبيل المثال ؛ فقط بالسوائل

أو الغازات لتحويلها ¢ على سبيل المثال فقط ثاني أكسيد الكريون؛ اختيارياً أيضًا في خليط مع أول

أكسيد الكربون على سبيل المثال ؛ إلى الكاثود و/أو الماء أو ‎HCL‏ إلى الأنود. في نماذج خاصة ؛

يوجد الأنوليت و/أو الكاثوليت؛ ‎lly‏ قد تكون متشابهة أو مختلفة وقد تختلف أو تتوافق مع قنطرة

الملح ؛ على سبيل المثال ‎Lad‏ يتعلق بالأملاح الموصلة أو المذيبات الموجودة ؛ إلخ.

0 يكون الكاثوليت هنا عبارة عن تدفق الإلكتروليت حول الكاثود ويعمل في نماذج خاصة على تزويد الكاثود بالركيزة أو المادة المتفاعلة. تكون النماذج التي تتبع ؛ على سبيل المثال ؛ ممكنة. قد يتخذ الكاثوليت شكل ؛ على سبيل المثال ¢ محلول الركيزة)ثاني أكسيد الكريون( في طور حامل السائل (على سبيل المثال الماء) ؛ اختيارياً مع أملاح موصلة ؛ التي لا يتم تقييدها بشكل خاص ؛ أو خليط من الركيزة مع غازات أخرى (على سبيل المثال بخار الماء + ثاني أكسيد الكريون). من الممكن

‎Lad 5‏ كما هو موضح أعلاه ؛ أن تتخذ الركيزة شكل طور نقي ؛ على سبيل المثال ثاني أكسيد الكريون. إذا كان التفاعل يوفر نواتج سائلة غير مشحونة ؛ ‎(Sad‏ غسلها خارج الكاثوليت ويمكن ‎Lad‏ إزالتها اختياريًا في المقابل. يكون الأنوليت عبارة عن تدفق الإلكتروليت حول الأنود ويعمل نماذج خاصة على تزويد الأنود بالركيزة أو المادة المتفاعلة ؛ وإذا لزم الأمر ؛ لنقل نواتج الأنود بعيدًا. تكون النماذج التي تتبع ممكنة

‏0 على سبيل المثال. قد يتخذ الأنوليت شكل محلول الركيزة (على سبيل المثال حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ = ويل110 أو ‎(KCI‏ في طور حامل السائل ‎liquid carrier phase‏ (على سبيل المثال الماء) ؛ اختياريًا مع أملاح موصلة؛ التي لا يتم تقييدها » أو خليط من الركيزة مع غازات أخرى (على سبيل المثال كلوريد الهيدروجين ‎WS. (HClg + H20 = hydrogen chloride‏ هو الحال بالنسبة للكاثوليت» قد تتخذ الركيزة بدلاً من ذلك شكل طور نقي ؛ على سبيل المثال في شكل غاز

‎HCl, = hydrogen chloride gas ‏كلوريد الهيدروجين‎ 5

في نماذج خاصة ¢ تكون قنطرة الملح واختياريًا الأنوليت و/أو الكاثوليت عبارة عن إلكتروليتات مائية ‎caqueous electrolytes‏ اختياريًا مع إضافة مواد متفاعلة مناسبة يتم تحويلها عند الأنود أو الكاثود إلى أنوليت و/أو كاثوليت. لا يتم تقييد إضافة المادة المتفاعلة بشكل خاص هنا. على سبيل المثال ؛» يمكن إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى كاثوليت خارج حيز الكاثود ؛ وإلا ‎(Ka‏ إضافته عبر إلكترود انتشار ‎Glad)‏ أو يمكن توفيره فقط كغاز إلى حيز الكاثود. تكون الاعتبارات المقابلة ممكنة على نحو ‎(las‏ بالنسبة لحيز الأنود ¢ وفقًا للمادة المتفاعلة المستخدمة؛ على سبيل المثال الماء ¢ ‎HCL‏ إلخ ؛ والناتج المطلوب. في نماذج خاصة؛ يشتمل حيز قنطرة الملح على إلكتروليت يحتوي على كربونات هيدروجين. قد تتشكل كريونات الهيدروجين أيضًا هناء على سبيل المثال» عن طريق تفاعلثاني أكسيد الكربون والماء 0 عند الكاثود؛ كما هو موضح ‎a‏ فيما بعد. قد تشكل كريونات الهيدروجين ملح؛ على سبيل المثال» في حيز قنطرة الملح مع الكاتيونات الموجودة» على سبيل المثال الكاتيونات الفلزية القلوية ‎alkali‏ ‎metal cations‏ مثل ‎JK"‏ هذا هو الحال خاصة في حالة تفاعل الأنود القاعدي حيث يتم تجديد الكاتيونات الفلزية القلوية مثل ‎KF‏ باستمرار من حيز الأنود. يمكن بالتالي تركيز ملح كربونات الهيدروجين المتكون ‎el‏ من تركيز التشبع؛ بحيث يمكن ترسبه إذا كان ذلك مناسبًا في خزان قنطرة 5 الملح ويمكن إزالته ‎Ga‏ تمنع طبقة التبادل الأنيوني أوغشاء التبادل الأنيوني تغطية الكاثود بقشرة صلبة من الملح. يفضل تجنب بلورة الأملاح في حيز قنطرة الملح. في نماذج خاصة؛ يمكن تبريد الإلكتروليت» على سبيل المثال بعد مغادرة الخلية؛ من أجل حث التبلور في الخزان وبالتالي تقليل تركيزه. في ‎Alla‏ تفاعل الأنود الحمضي؛ في نماذج خاصة؛ يمكن تكسير كربونات الهيدروجين الزائدة في 0 قنطرة الملح بواسطة البروتونات التي تمر من حيز الأنود لانتاج ثاني أكسيد الكريون والماء . في نماذج خاصة ؛ لا يشتمل الإلكتروليت في حيز قنطرة الملح على أي حمض. بهذه الطريقة؛ في نماذج خاصة ؛ يمكن تقليل أو منع توليد الهيدروجين عند الكاثود. لا يفضل توليد الهيدروجين حيث يمكن توليد هذا بطريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة عن طريق وسائل تحليل كهربائية بالهيدروجين ‎hydrogen electrolyzers‏ النقي لأن الفلطية الزائدة تكون أقل ‎٠.‏ حسب الحالة ؛ يمكن قبولها كمنتج ثانوي.

في نماذج خاصة؛ لا يحتوي حيز الأنود على أي كربونات هيدروجين. بهذه الطريقة ؛ يمكن كبح إطلاق ثاني أكسيد الكربون في حيز الأنود. هذا يمكن تجنب الارتباط غير المرغوب فيه لنواتج الأنود مع ثاني أكسيد الكريون. في نماذج خاصة ؛ يتم إطلاق ‎Sle‏ الأنود ‎anode gas‏ أي ناتج الأنود ‎anode product (Hd!‏ 8086005» وثاني أكسيد الكريون بشكل منفصل.

يتم ‎Wal‏ توضيح الاعتبارات المناظرة المتعلقة بقنطرة الملح» حيز قنطرة الملح؛ حيز الأنود وحيز الكاثود ‎gly‏ إلكتروليتات موجودة بمزيد من التفصيل هنا ‎lad‏ يتعلق بالإشارة إلى نماذج خاصة للاختراع الحالي. تتميز خلية التحليل الكهربائي الخاصة بالاختراع ؛ أو العملية التي يتم استخدامها فيهاء على سبيل المثال عملية الاختراع للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكريون؛ بإدخال غشاءين انتقائيين للأيونات

0 وحيز قنطرة الملح الذي يمكّن تيار إلكتروليت ‎cells‏ قنطرة الملح؛ يحدها أحد الأغشية على أحد الجانبين. يتم تحديد المخططات التخطيطية؛ على سبيل المثال؛ في الأشكال من 1 إلى 4. يكون غشاء التبادل الأيوني الأول على سبيل المثال غشاء التبادل الأنيوني انتقائي لنقل الأنيونات والبروتونات/يتم توجيهه نحو الكاثود. يكون غشاء التبادل الأيوني الثاني ؛ الآخر على سبيل المثال غشاء التبادل

5 الكاتيوني؛ انتقائي فعليًا ‎Jal‏ الكاتيونات والبروتونات 0201005/الديوترونات 06016:005. يتم توجيهه نحو الأنود. يعمل هذا النهج على تقليل أو كبح الانتقال التناضحي الكهربائي للكاتيونات عبر الكاثود ويتجنب في الوقت نفسه تلوث حيز ‎cas)‏ على سبيل المثال غاز الأنود؛ بثاني أكسيد الكربون ومن ثم فقده. يتم توضيح أوضاع مختلفة توضيحية لتشغيل خلية الغشاء المزدوج في الأشكال من 1 إلى 4 - في

0 الأشكال من 1 إلى 3 أيضًا بالارتباط مع المكونات الإضافية لنظام التحليل الكهريائي الخاص بالاختراع ‎Lad‏ فيما يتعلق بطريقة الاختراع. في الأشكال ؛ على سبيل المثال ؛ يفترض اختزال ثاني أكسيد الكريون إلى أول أكسيد الكربون. ومع ذلك ؛ من حيث المبداً ؛ لا تقتصر الطريقة على هذا التفاعل » ولكن يمكن استخدامها أيضًا لأي نواتج أخرى ؛ وبفضل أن تكون نواتج غازية ‎gaseous‏ ‎.products‏

5 يوضح الشكل 1 ؛ على سبيل المثال ؛ إنشاء ذو غشائين للاختزال الكهريائي لثاني أكسيد الكريون مع تفاعل الأنود الحمضي ؛ الشكل 2 إنشاء ذو غشائين للاختزال ‎Sell‏ لثاني أكسيد الكربون

مع تفاعل الأنود القاعدي ؛ وشكل 3 إعداد تجريبي لخلية غشاء مزدوج على النحو المستخدم أيضًا في المثال الابتكاري 1. يوضح الشكل 4 بالإضافة إلى ذلك إنشاء إضافي لخلية التحليل الكهربائي للاختراع حيث لا يكون كل من غشاء التبادل الأيوني الأول الذي يتخذ شكل غشاء التبادل الأنيوني غشاء التبادل الأنيوني وغشاء التبادل الأنيوني الثاني الذي يأخذ شكل غشاء التبادل الكاتيوني غشاء التبادل الكاتيوني في تلامس مباشر مع الكاثود 16 أو مع الأنود ‎BLA‏ مثل هذا النموذج؛ من الممكن؛ على سبيل المثال؛ أن يأخذ الكاثود والأنود شكل إلكترود صلب. وبالمثل يمكن استخدام ‎LDA‏ التحليل الكهريائي الموضحة في الشكل 4 في أنظمة التحليل الكهريائي الموضحة في الأشكال من 1 إلى 3. كما يمكن ‎Wal‏ استخدام ‎WIA‏ نصفية مختلفة من الأشكال من 1 إلى 3 ؛ وكذلك المكونات المُرتبة المناظرة لنظام التحليل الكهربائي ؛ ليتم دمجها مع بعضها البعض حسب الرغبة ؛ 0 وكذلك أيضًا مع الخلايا النصفية الأخرى للتحليل الكهربائي (غير موضحة). في الأشكال من 1 إلى 4 وكذلك في الأشكال 5؛ 6 و9 إلى 12 ؛ يكون للأرقام المرجعية المستخدمة المعنى التالي هنا: 1: حيز الكاثود أو غرفة الكاثوليت ‎catholyte chamber‏ في الخلية؛ 11: حيز قنطرة ملح أو غرفة قنطرة ملح ‎salt bridge chamber‏ في الخلية؛ 5 127: حيز الأنود أو غرفة الأنوليت في الخلية؛ آ: كاثود؛ ‎tA‏ أنود ¢ 41:: غشاء تبادل أنيوني أو طبقة تبادل أنيوني؛ 41: غشاء تبادل كاتيوني أو طبقة تبادل كاتيوني؛ 0 »: كاثوليت ‎ta‏ أنوليت ‎is‏ قنطرة ملح ‎sale] :#‏ تدوير ثاني أكسيد الكريون ‎GH‏ : جهاز ضبط رطوية الغاز ‎gas humidifier‏ 5 | 606©6: كروماتوجراف ‎gas chromatography Hdl‏ (تحديداً على سبيل المثال 1)

في الأشكال 1153 يعد الفلز 14 فلز أحادي التكافؤ ‎monovalent metal‏ ولا يتم تقييده بشكل ‎als‏ على سبيل المثال فلز قلوي ‎alkali metal‏ مثل ‎Na‏ و/أو ‎K‏ ‏تكون التفاعلات التالية» على سبيل ‎Jo‏ ممكنة: 1-تشكيل الملح (في حالة تفاعل الأنود القاعدي) عند الكاثود؛ يمكن تشكيل أيونات :1100 وفقاً للمعادلة ‎lll)‏ على سبيل المثال لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون. ‎CO + 21100:‏ > 26 + 11:0 +300 يمكن أن يتم تجميعها في قنطرة الملح مع الكاتيونات المولدة أنودياً (على سبيل المثال ‎(KH‏ وتشكل ملح. مع التقدم في التحويل» أخيرًا ¢ سيتم تجاوز قابلية ذويان الملح في قنطرة الملح ويترسب. ‎K* + 1000: = KHCO3 10‏ يمكن التأثير على ترسيب الملح هنا بطريقة مقننة في نماذج خاصة؛ على سبيل المثال في وسيلة تبلور مبردة. لضمان الثبات في النظام والنقاء العالي للملح المتبلور- على سبيل المثال للاستخدام التجاري-يمكن اختيار التركيبة الخاصة بقنطرة الملح في نماذج خاصة بحيث تكون كربونات الهيدروجين للكاتيون المتولدة عند الأنود هو المكون الذي له أدنى ذوبانية. يتم وصف طريقة مناظرة؛ 5 على سبيل المثال ¢ في الوثيقة الدولية رقم 005594/2017. بالإضافة إلى ذلك ؛ يتم إعطاء الأفضلية لاستخدام الأملاح في قنطرة الملح والتي لا تتلف الإلكترودات في حالة الانتشار الضئيل عبر الأغشية. في حالة ‎KF‏ على سبيل المثال ؛ سيكون من الممكن استخدام ‎KF‏ أو حتى ‎KHCO3‏ نفسه بالقرب من تركيز التشبع أو خلط الملحين كقنطرة ملح. 2- التعادل (في حالة تفاعل الأنود الحمضي) 0 في حالة تفاعل الأنود الحمضي؛ يمكن تعادل أيونات 1100 المولدة كاثودياً بواسطة البروتونات المولدة أنودياً. حون + 11:0 > :100 + ‎H*‏ ‏يتسبب هذا في إطلاق ثاني أكسيد الكريون غازي في قنطرة الملح. يُفضل إزالتها بفعالية من الخلية ويُفضل إعادة تدويرها في الكاثوليت »ا. ‎Bl 5‏ لأن هذا الغاز لا يتلامس مباشرة مع الأنوليت؛ لا يمكن تصوّر أي تلوث بنواتج الأنود التي يمكن أن تتلف الكاثود (على سبيل المثال ‎Cl‏ أو أكسجين).

إذا كان التفاعل المحدد ينشئ ؛ على سبيل المثال ¢ النواتج الأنيونية ‎Jie‏ فورمات أو أسيتات ؛ يتم نقلها بعيداً بالمثل بواسطة قنطرة الملح و؛ في نماذج خاصة ؛ يمكن إزالتها بواسطة جهاز مناسب. 3-التعادل ‎Neutralization‏ (في ‎dlls‏ تنفيذ غشاء ‎Jalal)‏ الأيوني الثاني كغشاء ثنائي القطب) في حالة الغشاء ثنائي القطب أيضًا ؛ يحدث تعادل كربونات الهيدروجين المولد كاثودياً في قنطرة الملح.

H* + 100: > 1:0 + CO» على النقيض من إنشاء مع غشاء التبادل الكاتيوني بالارتباط مع تفاعل الأنود الحمضي ؛ ‎OB‏ البروتونات هنا لا تأتي من التفاعل الأنودي ولكن من تفكك الماء في الغشاء ثنائي القطب. بالتالي تكون الطبيعة الدقيقة لتفاعل الأنود غير مهم هنا. ‎H* + OH 10‏ < 11:0 في ‎cals‏ إضافي؛ يتعلق الاختراع الحالي باستخدام خلية تحليل كهريائي للاختراع أو نظام تحليل كهربائي خاص بالاختراع للتحليل الكهريائي ل ثاني أكسيد الكريون. في نماذج خاصة؛ تكون الطريقة الخاصة بالاختراع عبارة عن تحليل كهربائي عالي الضغط. المزايا المرتبطة مع التحليل الكهريائي عالي الضغط: ‏5 عند الضغط الأعلى؛ يذهب توازن :601/1100 في اتجاه :1100 أي يتم إطلاق غاز أقل. يمكن بعد ذلك إطلاقه في مرحلة لاحقة عن طريق التوسع الجزئي. بحكم تكوين غاز أقل في قنطرة الملح ؛ تكون الموصلية ‎of‏ بشكل عام. علاوة على ذلك ؛ يزيد تركيز :1160 الأعلى بالإضافة إلى ذلك الموصلية. ‎Lad‏ يلي مقارنة بين الإنشاء الابتكاري الجديد لخلية التحليل الكهريائي أو نظام التحليل الكهربائي في ‏0 أربعة مفاهيم قياسية للتحليل الكهربائي ؛ ويتم توضيح المزايا بالتفصيل. مثال مقارن 1: مقارنة بخلية ‎ld‏ غرفتين و غشاء التبادل الأنيوني: يوضح شكل 9 إنشاء ذو غرفتين مع غشاء التبادل الأنيوني كغشاء؛ حيث تناظر الأرقام المرجعية تلك الموجودة في الأشكال 1 إلى 4. في الوقت الحالي ؛ يقترح بعض المطورين (على سبيل المثال مواد ثاني أكسيد) إنشاء غرفتين مع ‏25 غشاء التبادل الأنيوني للتحليل الكهريائي لثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ؛ فإن هذا الإنشاء لا يكون مفيد مقارنةً بالإنشاء الموضح أعلاه.

أولاً ‎٠‏ يمكن توجيه أيونات :1100 المولدة كاثودياً من خلال غشاء التبادل الأنيوني إلى الأنود. في هذه الحالة ؛ يمكن إطلاق ثاني أكسيد الكريون المرتبط بها مرة أخرى. معادلات تمثيلية: ‎de + 400‏ + 211:0 +02 = د10 4 ‎Clp + 21:0 + 2e- + 20 5‏ = 2110 + :21100 يمكن أن يتسبب ذلك أولاً في خسارة هائلة لثاني أكسيد الكريون (في حالة التحويل إلى أول أكسيد الكريون يصل إلى مرتين قدر ثاني أكسيد الكريون الذي يمكن فقده عند تحويله) ؛ ثانياً ‎٠‏ يمكن أن يتلوث غاز الأنود بواسطة ثاني أكسيد ‎(ol‏ وهو عائق رئيسي أمام الاستخدام التجاري. في حالة بعض تفاعلات الأنود (على سبيل المثال انبعاث ‎(Cl‏ ؛ من الممكن أيضًا أن تنتقل أنيونات 0 © دون عائق إلى الكاثود وتتلفه. في الإنشاء الحالي للغشاء ذو الغشائين2 ؛ يمكن منع كلاهما عن طريق الغشاء الثاني الذي يشتمل على مبادل كاتيوني ؛ على سبيل المثال غشاء انتقائي ماتيوني ؛ على جانب الأنود. مثال مقارن ‎HIT‏ المقارنة مع خلية ذات غرفتين و غشاء التبادل الكاتيوني: يوضح الشكل 10 إنشاء مكون من غرفتين مع غشاء التبادل الكاتيوني كغشاء ؛ حيث تناظر الأرقام المرجعية تلك الخاصة بالأشكال من 1 إلى 4. يكون الإنشاء الموضح عبارة عن تكييف لوسيلة تحليل كهريائي غشاء تبادل البروتون لإنتاج الهيدروجين. نظرًا لأن هذا يحتوي على غشاء التبادل الكاتيوني ؛ لا يوجد فقدان لثاني أكسيد الكريون عن طريق غاز الأنود ؛ حيث إن غشاء التبادل الكاتيوني يمكن أن يمنع انتقال أيونات 11007 إلى الأنوليت. 0 ومع ذلك ؛ فإن التوصيل الأيوني للكاثود يمكن أن يكون مشكلة. في حالة تفاعل الأنود القاعدي ؛ تكون غالبية نقل الشحنة عبر الكاتيونات ‎«KF Jie‏ والتي لا يمكن تحويلها في الكاثود. قد يؤدي ذلك إلى تراكم كريونات الهيدروجين في الكاثود ؛ مما قد يؤدي في النهاية إلى الترسيب وإعاقة نقل الغاز. و0120 = يمه + ‎KOH‏ ‏في حالة تفاعل الأنود الحمضي » يتم نقل البروتونات إلى الكاثود. نظرًا لأنه يتم تعديل أغشية التبادل 5 الكاتيوني ‎(CEM) cation exchange membranes‏ بواسطة مجموعات عالية الحموضة ؛ فإن النتيجة هي رقم هيدروجيني منخفض جدًا عند الكاثود ؛ ‎lly‏ يمكن أن تكون غير مواتية لاختزال ثاني أكسيد الكريون بحكم الانبعاث المتنافس ل ‎Ha‏

مثال مقارن 111: مقارنة مع خلية ذات 3 غرف و غشاء التبادل الكاتيوني : يوضح الشكل 11 إنشاء ذو ثلاث غرف مع غشاء التبادل الكاتيوني كغشاء ؛ حيث تتوافق الأرقام المرجعية مع تلك الخاصة بالأشكال من 1 إلى 4. يستخدم الإنشاء الموضح في الشكل 11 في التحليل الكهربائي للكلور القلوي على سبيل المثال. وهو يختلف عن الإنشاء الحالي ذو الغشاءين بشكل ابتدائي بسبب نقص غشاء التبادل الأنيوني. يكون المناظر لشكل 3 بدون غشاء التبادل الأنيوني ممكن أيضاً. في هذه الإنشاءات؛ يمكن أن يصبح التناضح الكهريائي في حالة تحويل ثاني أكسيد الكريون مشكلة. نظرًا لأن الكاتيونات على وجه الخصوص لها جهد زيتا موجب ؛ يتم ضخها من خلال الكاثود إلى حيز الكاثوليت 1 في التشغيل. تشكل 121100 فيه. تكون المشكلة معروفة ؛ على سبيل المثال ؛ من خلال التحليل الكهريائي للكلور القلوي ‎chior-alkali electrolysis‏ (مع الكاتود المانع لاستقطاب الأكسجين ‎¢(ODC)oxygen-depolarized cathode‏ ركيزة الكاتود ‎cathode substrate‏ = د0). يتمثل الإجراء المضاد المستخدم عادة في إغناء أكسجين ببخار الماء. نتيجة لذلك ؛ يتم ترسيب طبقة رقيقة لناتج تكثيف على الإلكترود؛ ‎lg‏ تغسل هيدروكسيد البوتاسيوم الذي تم تشكيله بعيدًا. نظرًا لأن قابلية ذويان و0000 أقل بعدة مرات من هيدروكسيد البوتاسيوم» يمكن أن يفشل هذا 5 الإجراء المضاد في حالة وجود قناطر ملح شديدة التركيز ومن ثم موصل للغاية. هذا يمكن أن يؤدي إلى فشل النظام. عن طريق إدخال غشاء التبادل الأنيوني؛ يتم إزاحة نقل شحنة الكاتيونات التي 'تمتد إلى ‎Gob‏ ‏مسدود” نحو أيونات 1100 التي يمكن نقلها بعيدًا بواسطة قنطرة الملح. في ‎dlls‏ تفاعل الأنود الحمضي ؛ يمكن أن تؤدي الإزالة التتاضحية الكهريائية للكاتيونات في الحالة 0 الموضحة في الشكل 11 إلى نضوب الكاتيونات في قنطرة الملح ؛ مما قد يؤدي إلى انخفاض الموصلية الأيونية أو انخفاض قيم الرقم الهيدروجيني بشكل غير مرغوب فيه. تكمن ميزة الإنشاء ذو الغشائين الموضحة هنا في كبح الضخ التناضحي الكهريائي للكاتيونات بعيدًا عن الكاثوليت؛ مما يعزز استخدام الإلكتروليتات عالية التركيز والكثافات عالية التيار. في الوقت نفسه؛ من الممكن كبح تلوث ‎Sle‏ الأنود بواسطة ثاني أكسيد الكريون. مثال مقارن 17: مقارنة مع خلية ذات غرفتين وغشاء ثنائي القطب:

يوضح الشكل 12 إنشاء ذو غرفتين مع غشاء ثنائي القطب كغشاء؛ حيث تتوافق الأرقام المرجعية مع تلك الخاصة بالأشكال من 1 إلى 4. فيما يتعلق بالتحليل الكهريائي لثاني أكسيد ‎(gall‏ فإن الأغشية ثنائية القطب هي أيضًا قيد المناقشة. تكون هذه من حيث ‎Taal)‏ عبارة عن توليفة من غشاء التبادل الكاتيوني وغشاء التبادل الأنيوني؛ على النحو المبين أعلاه. على النقيض من المحلول الذي تمت مناقشته ‎cla‏ ومع ذلك؛ لا توجد قنطرة ملح بين الأغشية؛ وتكون مكونات الغشاء موجهة بشكل عكسي فيما يتعلق بالاختراع الحالي: غشاء التبادل الكاتيوني إلى الكاثود؛ غشاء التبادل الأنيوني إلى الأنود. بالنسبة للتحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون؛ تكون قيم الرقم الهيدروجيني في منطقة الكاثود في النطاق المحايد إلى القاعدي مفيدة. ومع ذلك؛ عادة ما يتم تعديل أغشية التبادل الكاتيوني مع 0 مجموعات حمض السلفونيك ‎sulfonic acid‏ أو غيرها من المجموعات الحمضية بقوة. ‎Jl‏ فإن محفز الكاثود ‎cathode catalyst‏ المتصل بالغشاء كما في الشكل 12 يكون محاط بوسط حمضي قوي؛ مما يعزز بقوة انبعاث الهيدروجين ‎hydrogen‏ على اختزال ثاني أكسيد الكريون. من أجل الحصول على رقم هيدروجيني محايد عند محفز ‎gill)‏ يجب إدخال إلكتروليت منظم بين الغشاء ثنائي القطب والكاثود. في هذه الحالة؛ ومع ذلك؛ سيحدث نفس تأثير ضخ الكاتيون كما في 5 المثال المقارن ‎JI‏ ‏يمكن دمج النماذج؛ التصميمات والتطورات المذكورة أعلاه؛ إذا أمكن ذلك؛ مع بعضها البعض حسب الرغبة. تتضمن التصميمات؛ التطورات والتطبيقات الممكنة الأخرى للاختراع أيضًا توليفات غير محددة صراحة من سمات الاختراع الموضحة أعلاه أو موصوفة فيما يلي فيما يتعلق بأمثلة التشغيل. ‎Sa‏ أكثر ‎dass‏ فإن الشخص الماهر في الفن سيضيف أيضًا جوانب مستقلة كتحسينات أو 0 إضافات إلى الشكل الأساسي الخاص بالاختراع الحالي. يتم توضيح الاختراع بمزيد من التفصيل فيما بعد مع الإشارة إلى أمثلة مختلفة منه. ومع ذلك؛ لا يقتصر الاختراع على هذه الأمثلة. أمثلة مثال 1 5 تتم تنفيذ نظام التحليل الكهريائي للاختراع على نطاق المختبر وفقًا للرسم البياني في الشكل 3. وقد أوضحت قدرة الخلية على العمل بنجاح على ‎Gla‏ المختبر. كانغشاء التبادل الأنيوني وغشاء التبادل

الكاتيوني المستخدمين عبارة عن ‎A201-CE (Tokuyama)‏ و ‎.Nafion 11117 (DuPont)‏ كانت قنطرة الملح المستخدمة هي 2 مولار 1611000. يعمل 2.5 مولارهيدروكسيد البوتاسيوم مائي وثاني أكسيد الكريون مشبع بالماء كأنوليت وكاثوليت. كان الأنود المستخدم عبارة عن رقاقة تيتانيوم مطلية بأكسيد إيريديوم ‎iridium oxide-coated titanium sheet‏ مخلوط. لم يتم توصيل الأنود في هذه الحالة مباشرة بغشاء التبادل الكاتيوني. بالتالي كانت الغرفة ]11 بين الأنود وغشاء التبادل الكاتيوني؛ كما هو موضح. كان الكاثود المستخدم عبارة عن طبقة انتشار غاز كريون ‎carbon gas diffusion layer‏ تجارية ‎(Freudenberg 112315 C2)‏ مطلية بمحفز أساسه التحاس ‎copper-based catalyst‏ وأيونومر موصل أنيوني ‎AS-4 (Tokuyama) anion-conductive ionomer‏ .يوجد مباشرة أعلى غشاء التبادل

الأنيوني.

0 عند كثافة تيار تبلغ 100 ‎A‏ أمبير/سم *» كان من الممكن في نفس الوقت تحقيق ناتج تيار قدره 0 للإيثين و 726 ناتج تيار لأول أكسيد الكربون؛ بالمثل يمكن أيضًا تشغيل الخلية؛ وإن كان ذلك في اختيارات أقل ‎Sls‏ بحد أقصى 200 مللي أمبير سم “. على الرغم من عدم وضع الأنود مباشرة فوق غشاء التبادل الكاتيوني وبنيات المادة الحاملة الميكانيكية غير المثالية في غرفة الإلكتروليت؛ كانت الفلطية الطرفية عند 100 ‎A‏ أمبير سم * هي 4.7 فولت.

5 لم يلاحظ أي فقاعات الغاز في قنطرة الملح. حتى عند 200 مللي أمبير سم * لم تكن هناك ملاحظة لأي 'تسريب ‎"AR‏ متميز (نقل سائل بواسطة التناضح الكهربائي من خلال إلكترود انتشار الغاز ‎(GDE) Gas diffusion electrode‏ من قنطرة الملح إلى الكاثوليت) أو أي ترسب للأملاح على الجانب العكسي من إلكترود انتشار الغاز. مثال 2 (مثال مقارن) ومثال 3:

0 تمت مقارنة إنشاء ‎AT‏ بالإنشاء من المثال 1؛ حيث لم يكن هناك تركيبة كاثود- غشاء التبادل الأنيوني. يناظر الإنشاء الإضافي ذلك الخاص بمثال 1؛ مع استخدام كاثود فضة ككاثود (مثال 2). كان المثال الابتكاري المستخدم هو ‎alae]‏ تجرببي ‎By‏ للمثال 1؛ باستثناء أن الكاثود المستخدم كان كاثود فضة (مثال 3). يوضح الشكل 13 مقارنة بين اثنين من التسجيلات من المثال 3 والمثال 2. تم تسجيلهما في ظل

5 ظروف متطابقة: كثافة تيار متساوية» كاثود فضة؛ كفاءة فاراداي المتساوية ‎Glad‏ (تقريباً 795 لأول أكسيد الكريون) وفائض ثاني أكسيد الكربون مساوي.

في التجربة الأولى (مثال 2؛ 11 في الشكل 13)؛ لم يتم استخدام أي تركيبة كاثود- غشاء التبادل الأنيوني وتم الجمع بين تيارات الغاز من قنطرة الملح والكاثوليت. في التجرية ‎dull‏ تم استخدام تركيبة كاثود- غشاء التبادل الأنيوني وتم قياس الغاز في قنطرة الملح بشكل منفصل (على غرار المثال 1؛ 12 في الشكل 13). كما هو واضح من الشكل 13؛ يكون ‎(gine‏ أول أكسيد الكربون أعلى بكثير في الغاز الناتج في

التجرية الأخيرة؛ المناظرة للمثال 3. يكون 725 في الحالة الأولى» 734 في الثانية. كان الغاز في قنطرة الملح الذي لوحظ في المثال 3 عبارة عن ثاني أكسيد الكريون النقي > 99 وبالتالي يمكن تغذيته مباشرة إلى تيار تغذية الكاثود. مرت النواتج الكاثودية من خلالغشاء التبادل الأنيوني فقط بمقدار ضئيل (تقريباً 76 الهيدروجين/ تقريباً 72 أول أكسيد الكريون).

0 يوضح هذا مدى ملاءمة خلايا الغشاء المزدوج لإغناء الغاز الناتج بثاني أكسيد الكريون دون فقده. قائمة التتابع: ا" الشدة (وحدة ذرية) ‎ol"‏ (دقيقة)

Claims (1)

1. عناصر الحماية 1-خلية تحليل كهربائي ‎electrolysis cell‏ تشتمل على - حيز كاتود ‎cathode space‏ يشتمل على 2538 ‎¢tcathode‏ ‏- غشاء تبادل أيوني ‎ion exchange membrane‏ أول الذي يحتوي على مبادل أنيوني ‎anion‏ ‎exchanger‏ والذي يجاور حيز الكاثود ‎¢cathode space‏ ‎pa - 5‏ أنود ‎anode space‏ يشتمل على أنود ‎tanode‏ و - غشاء تبادل أيوني ‎jon exchange membrane‏ ثاني الذي يحتوي على مبادل كاتيوني ‎cation‏ ‎exchanger‏ والذي يجاور حيز الأنود ‎tanode space‏ يشتمل أيضاً على حيز قنطرة ملح ‎bridge space‏ 5214» حيث يتم وضع حيز قنطرة الملح ‎salt bridge‏ ‎space‏ بين غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎ion exchange membrane‏ الأول وغشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎ion‏ ‎exchange membrane 0‏ الثاني حيث يأخذ الكاثود ‎cathode‏ شكل إلكترود انتشار غاز ‎gas diffusion electrode‏ بنية محفز مقيدة مسامية ‎porous bound catalyst structure‏ محفز دقائقي ‎particulate catalyst‏ على مادة حاملة ‎csupport‏ لطلاء محفز دقائقي ‎particulate catalyst‏ على غشاء التبادل الأيوني ‎ion exchange‏ ‎membrane‏ الأول ؛ من مادة ‎dala‏ موصلة مسامية ‎porous conductive support‏ مشرية بمحفزء أو من بنية ثنائية الأبعاد غير متصلة؛ تحتوي على مادة التبادل ‎١‏ لأنيوني ‎«anion exchange material‏ حيث يشتمل الكاثود ‎cathode‏ على معدن يتم اختياره من نحاس ‎«(Cu) Copper‏ فضة ‎«(Ag) Silver‏ ذهب ‎«(Au) Gold‏ زنك ‎(Zn) zinc‏ و/أو ملح منهم؛ وحيث يشتمل الكاثود ‎cathode‏ على مادة إضافة آلفة للماء ‎hydrophilic additive‏ يتم اختيارها من ‎(MgO2 ALO; (TiOz‏ مركبات بولي سولفون 0105 مركبات بولي إميد ‎cpolyimides‏ مركبات بولي بنزوكسازول ‎«polybenzoxazoles‏ ‏0 مركبات بولي إيثر كيتون ‎-polyether ketones‏ 2- خلية تحليل كهريائي ‎electrolysis cell‏ وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يكون الكاقرد ‎cathode‏ ‏في تلامس مع غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎ion exchange membrane‏ الأول.

   — 5 3 — 3- خلية تحليل كهريائي ‎electrolysis cell‏ وفقاً لعنصر الحماية 1 أو 2؛ حيث يكون الأنود ‎anode‏ ‏في تلامس مع غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎jon exchange membrane‏ الثاني. 4- خلية تحليل كهربائي ‎electrolysis cell‏ وفقاً لعنصر الحماية ‎١1‏ حيث يأخذ غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎jon exchange membrane 5‏ الثاني شكل الغشاء ‎AUS‏ القطب ‎‘bipolar membrane‏ 5- خلية تحليل كهريائي ‎electrolysis cell‏ وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يكون الأنود ‎anode‏ و/أو الكاثود ‎cathode‏ في تلامس مع بنية موصلة ‎conductive structure‏ على الجانب البعيد عن حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ 10 6> نظام كهربائي يشتمل على خلية تحليل كهربائي وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يشتمل على وحدة إعادة تدوير ‎recycling unit‏ متصلة بمخرج من حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ ومدخل في حيز الكاثود ‎Ally cathode space‏ تم إعدادها لسريان ‎sale‏ متفاعلة ‎reactant‏ من تفاعل الكاثود ‎cathode reaction‏ الذي يمكن تشكيله في حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ مرة أخرى إلى حيز الكاترد ‎.cathode space‏ 7- طريقة تحليل كهربائي ‎electrolysis‏ لثاني أكسيد الكريون ‎¢(CO2) carbon dioxide‏ تشتمل على خلية تحليل كهربائي وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يتم اختزال ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ عند الكاثود ‎cathode‏ وتنتقل كريونات الهيدروجين ‎hydrogencarbonate‏ المشكلة عند الكاثود ‎cathode 0‏ من خلال غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎jon exchange membrane‏ الأول إلى الإلكتروليت ‎electrolyte‏ في حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ 8- طريقة تحليل كهريائي ‎electrolysis‏ لثاني أكسيد الكريون ‎¢(CO2) carbon dioxide‏ تشتمل على النظام وفقاً لعنصر الحماية 6؛ حيث يتم اختزال ثاني أكسيد الكربون ‎carbon dioxide‏ عند الكاثود ‎cathode 5‏ وتنتقل كريونات الهيدروجين ‎hydrogencarbonate‏ المشكلة عند الكاثود ‎cathode‏ من خلال

   — 6 3 — غشاء التبادل ‎١‏ لأيوني ‎ion exchange membrane‏ الأول إلى الإلكتروليت ‎electrolyte‏ في حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ 9 طريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 أو 8( حيث يشتمل حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ على إلكتروليت يحتوي على كريونات هيدروجين ‎.hydrogencarbonate-containing electrolyte‏ 0- طريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 أو 8 حيث لا يشتمل ا لإلكتروليت ‎electrolyte‏ في حيز قنطرة الملح ‎salt bridge space‏ على أي حمض. 0 11- طريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 أو 8( حيث لا يحتوي حيز الأنود ‎anode space‏ على أي كريونات هيدروجين ‎-hydrogencarbonate‏ ‏2- طريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 أو 8؛ ‎Cum‏ يتم إطلاق غاز الأنود ‎anode gas‏ وثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ بشكل منفصل.

   — 3 7 — 002 > 00+ {C02} +Hpco A ٍ [ | ‏بن يخم‎ : eg Clg ‏اما‎ 0 ١ 118 ١١ ‏فاق‎ ‏للم‎ | 8 A 3 o> | ‏را‎ ‎' | TT 00k ١ |b aH 2 ‏ال اسل‎ ١ ‏شكل‎

   —_ 3 8 —_ 80+ ‏و ب(“ ا هون +(و100+‎ 2 " Y > = 105 al ‏ا‎ ‎KIE| 1 ‏قاع‎ ‎١ ‎2 : : So AH “on 002 Loi] 5 er MHCO3 83 ‏صل‎ ol ‏شكل ؟‎

   -9 3 — ‎on‏ ا هوه >= >< | | 2 ا ‎Al‏ ‏قن ألا نع أل ‎GH KIEL‏ ا : ِب ب نا 3 ‎DB‏ ‏شكل ‎٠‏ ‎A 0 |‏ ‎Ki 1 IE E 8‏ أي ‎M‏ ‏شكل ¢

   002 eC CO+ {C02} + ‏هوا‎ ZS — ‏ض - ل‎ o Al loa 8 | ‏اع‎ ١١ ‏فاق عا‎ ‏لبق‎ ji ٍ 3 2 ١ 7 CO empty K 5 ==> AH i 0 o ‏شكل‎ ‎TNT ‎FH" OF TE.

   Cl A K ‏ماع‎ : MM ae A- AY vid ct ‏م‎ 1 ‏شكل‎

   الل ااا ‎sf‏ اا لت ل لات اق ‎wT‏ ا الي ل ات الح ا اا ‎RT‏ اد ا ‎Rn‏ اا ارا ‎Fs i TT ee LR fog nN ERR‏ ا ا اط ل ‎El‏ ا اا ا لسو ل ال ل ا ‎RN a‏ ا ‎RN SN‏ رات اااي الما ‎ON‏ ا ‎Re‏ ‏حب ا ا اي الو حا ل ا ا ا ا د ‎TR Fo CRG SORES‏ ‎RS TE‏ ا اي اك ال تالح ‎١‏ ~ :5 ا د ‎Ce eT‏ ‎aT a TE i RY ones nf ny re INT‏ ا كايح ال اوسن 3 ‎NR NOT NE a‏ حال“ ا ‎a oUt wR‏ ‎Ln gro 2‏ الاك ‎r. oh‏ 9 .~ > خا او ا ا ا ا اا ا ا امي الم ان الل ل ‎NN‏ الا ا ا ات ‎eT TR‏ را ا اران

   ا ا اال حا ص ا ا ل ا ان لخن ‎NN‏ اعد اا لت اا ان دا ال و اا ‎ae‏ را ان ا اا ا ال ل ‎TN TRS‏ ل ل اا ا ا ‎SET i NL TN‏ واد ا ‎TEN Re‏ ار اع ان ااا

   ‎TRE r.. LN,‏ 3 ال ا ا ا ييه الاك اك ا لحن فى كال اك

   ‎Ta ‏ا ا‎ RI nT RO On wn Ng TT TN ‏ل‎ ¥ N 1

   ‎Conk 4 i

   ‎od 5

   ‎0 Jd A ‏شكل‎

   ‏ا(‎ +He CO+{C0y} + ‏هوا‎ > > 0 C0 A KIE|A y 2 4 ‏وك | | أجلم و00‎ AH ‏بز حل | حي‎ q ‏شكل‎ ‎00+ 16027 + ‏ش هون‎ + 0/0 i ‏دا‎ ‎0 ‎KIEIA] ١١ Mi 3 © .. CFT 3 20/0 05 ‏جلت‎ ee ‏فحت اح 0ن‎ AH ==> AH ٠١لكش‎

   — 4 3 — foe CO+ {C0p}+Hoem ‏ؤ [ ليب«‎ <> Ll 3 K| {EIA i

   St 0 | £) AH “> ١١ ‏شكل‎ ‎00+ {00}—C > Ce + CA KIEE[A

   Mi

   F< 7

   بج 2

   ‎Hal‏ ددجي | و00 ‎AH‏ حت | ‎AH‏ ‏شكل ‎VY‏

   VY ‏شكل‎ ‎4 * 8 002 ١سم‎ ‏يي ل‎ ‏الب‎ co 54 « 1 a. ¥ 1] BETS \ ¢ ° | v " ‏ب‎

   الحاضهة الهيلة السعودية الملضية الفكرية ‎Swed Authority for intallentual Property pW‏ ‎RE‏ .¥ + \ ا 0 § ام 5 + < ‎Ne‏ ‎ge‏ ”بن اج > عي كي الج دا لي ايام ‎TEE‏ ‏ببح ةا ‎Nase eg‏ + ‎Ed - 2 -‏ 3 .++ .* وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها ‎of‏ سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. »> صادرة عن + ب ب ‎٠.‏ ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > ”+ ص ب ‎101١‏ .| لريا ‎1*١ uo‏ ؛ المملكة | لعربية | لسعودية ‎SAIP@SAIP.GOV.SA‏