[发明专利]二氧化碳电化学还原的方法和高表面积电极

权利要求书

1.一种将二氧化碳电化学还原成产物的方法，包括：

(A)在第一电化学电池的第一隔室中引入酸性阳极电解质，所述第一隔室包括一阳极；

(B)在所述第一电化学电池的第二隔室中引入含有碱金属碳酸氢盐的阴极电解质，所述阴极电解质用二氧化碳饱和，所述第二隔室包括高表面积阴极，所述高表面积阴极具有大于2cm²/cm³的比表面积且包括一铟涂层并具有30％到98％的空隙容积，至少部分所述含有碱金属碳酸氢盐的阴极电解质被回收；

(C)在所述阳极和所述阴极之间施加一电势足以使所述二氧化碳还原成碱金属甲酸盐；

(D)在一第二电化学电池的离子交换室中引入所述碱金属甲酸盐；

(E)在所述第二电化学电池的阳极和所述第二电化学电池的阴极之间施加一电势足以产生至少甲酸和碱金属氢氧化物；以及

(F)引入步骤(E)的所述碱金属氢氧化物与碱金属氢氧化物增补和二氧化碳以产生被引入到所述第一电化学电池的所述第二隔室中的所述碱金属碳酸氢盐的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

从具有一纳米过滤系统的第一电化学电池的阴极电解质的所述碱金属碳酸氢盐分离所述碱金属甲酸盐。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，从具有一纳米过滤系统的第一电化学电池的阴极电解质的所述碱金属碳酸氢盐分离所述碱金属甲酸盐包括：

向碱金属氢氧化物中引入所述阴极电解质的所述碱金属碳酸氢盐以转化至少部分所述碱金属碳酸氢盐为碱金属碳酸盐；以及

从具有一纳米过滤单元的所述碱金属甲酸盐分离所述碱金属碳酸盐。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

引入含有碱金属氢氧化物和二氧化碳的碱金属碳酸盐以产生至少部分被引入所述第一电化学电池的第二隔室的碱金属碳酸氢盐。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酸性阳极电解质包括硫酸。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第一电化学电池的所述第一隔室产生选自以下组成群组的卤素：F₂、Cl₂、Br₂和I₂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法进一步包括：

使所述卤素与一有机化合物反应以生成一卤化产物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中同质杂环催化剂用于所述阴极。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在超过大气压的压力下，运行第一电化学电池。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳极含有电催化涂层，所述电催化涂层包含氧化钌、氧化铱、铂、氧化铂、金或氧化金。