[发明专利]基于二氧化碳的新型储能方法及装置

权利要求书

1.一种基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于包括下述步骤：

1)从工业化过程中排放的废气中提纯CO₂；

2)将提纯的CO₂通过电化学固化的方法还原成有机小分子；

3)使上述还原而成的有机小分子参与燃料电池的放电反应，将化学能转换成电能直接利用。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于所述步骤1)中以氨水或者胺类物质的水溶液为提纯介质对废气中的CO₂进行提纯，或者以对CO₂有特效吸附的固体吸附剂为提纯介质对废气中的CO₂进行提纯。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于所述步骤2)中具体采用电解CO₂的方式将其还原成甲酸、甲醛、甲醇等有机小分子，所述电解采用的阴极为Ni、Cu、Sn、Ag、Pt、Zr、Ti、Co、Pb这些金属中的两种以上的合金，所述电解采用的阳极为金属Pt、Pd、Ag、Ni中的两种以上的合金，所述电解采用的电解液为Li₂SO₄、Li₂CO₃、LiNO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaNO₃、K₂SO₄、K₂CO₃、KNO₃这些电解质中的一种或两种以上的混合溶液，溶剂是水或者甲醇、乙醇、丙醇等醇类溶剂中的一种或数种的混合溶剂，电解质浓度范围是0.01M至饱和，电解电流为1-200mA/cm²，电解温度范围为-40～80℃。

4.根据权利要求1或3所述的基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于所述步骤2)中采用太阳能电池或者太阳能电池和储能电池的联合体为所述电化学固化过程提供能量，所述储能电池为锂离子电池或者铅酸电池。

5.根据权利要求1或3所述的基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于所述步骤2)中采用风力发电机或者风力发电机和储能电池的联合体为所述电化学固化过程提供能量，所述储能电池为锂离子电池或者铅酸电池。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳的新型储能方法，其特征在于所述步骤3)中进一步从放电反应产生的气体中提纯CO₂，再重复步骤2)对提纯获得的CO₂进行处理。

7.一种实现如权利要求1所述方法的基于二氧化碳的新型储能装置，其特征在于它包括工业废气排放通道(A)、CO₂提纯吸收装置(B)、CO₂提纯释放装置(C)、CO₂电化学固化装置(D)、燃料电池(E)及CO₂电化学固化供能装置(F)，所述CO₂提纯吸收装置(B)设置在工业废气排放通道(A)内，并与所述CO₂提纯释放装置(C)通过循环回路相连，所述CO₂提纯释放装置(C)、CO₂电化学固化装置(D)和燃料电池(E)通过气体传输管路顺序连接，而所述CO₂电化学固化供能装置(F)与CO₂电化学固化装置(D)电连接。

8.根据权利要求7所述的基于二氧化碳的新型储能装置，其特征在于还包括设置在工业废气排放通道(A)内的抽风装置(G)，并且所述抽风装置(G)与所述燃料电池(E)电能输出端电连接。

9.根据权利要求7所述的基于二氧化碳的新型储能装置，其特征在于还包括燃料电池CO₂提纯装置(H)，用于回收和提纯燃料电池(E)放电反应过程中所产生的CO₂，并且所述燃料电池CO₂提纯装置(H)通过传输管路接入CO₂电化学固化装置(D)。

10.根据权利要求7所述的基于二氧化碳的新型储能装置，其特征在于所述CO₂提纯吸收装置(B)和CO₂提纯释放装置(C)的循环回路中流通的提纯介质为氨水或者胺类物质的水溶液或者对CO₂有特效吸附的固体吸附剂；所述CO₂电化学固化装置(D)采用的阴极为Ni、Cu、Sn、Ag、Pt、Zr、Ti、Co、Pb这些金属中的两种以上的合金，所述电解采用的阳极为金属Pt、Pd、Ag、Ni中的两种以上的合金，所述电解采用的电解液为Li₂SO₄、Li₂CO₃、LiNO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaNO₃、K₂SO₄、K₂CO₃、KNO₃这些电解质中的一种或两种以上的混合溶液，溶剂是水或者是甲醇、乙醇、丙醇等醇类溶剂中的一种或数种混合溶剂，电解质浓度范围是0.01M到饱和，电解电流为1-200mA/cm²，电解温度范围为-40～80℃所述CO₂电化学固化供能装置(F)为太阳能电池或太阳能电池和储能电池的联合体，也可以是风力发电机或风力发电机和储能电池的联合体，所述储能电池为锂离子电池或者铅酸电池。