[发明专利]一种高温电解CO2/H2O制备合成气系统及其应用

权利要求书

1.一种高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，该系统包括电解单元和电加热单元，电加热单元对电解单元进行加热，电解单元由直流电源、阴极、阳极、电解池和电解质组成，其特征在于：所述电解质为熔融碳酸盐和熔融氢氧化物的混合物，或者熔融碳酸盐和熔融氧化物的混合物，或者熔融碳酸盐、熔融氢氧化物和熔融氧化物的混合物，电解中，直流电源电流在(0A-3A)区间内，电解池温度为600℃以上，电解质吸收空气中的CO₂/H₂O得以再生；当电解质为熔融碳酸盐和熔融氢氧化物的混合物时，摩尔比为碳酸盐:氢氧化物＝1:0.5～1；当电解质为熔融碳酸盐和熔融氧化物的混合物时，摩尔比为碳酸盐:氧化物＝1:0.5～1；当电解质为熔融碳酸盐、熔融氢氧化物和熔融氧化物的混合物时，摩尔比为碳酸盐：(氢氧化物+氧化物)＝1:0.5～1。

2.根据权利要求1所述的高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，其特征在于，高温电解CO₂/H₂O制合成气的电解反应机理为：

阳极：2O^2--4e^-＝O₂

阴极：2OH^-+CO₃^2-+4e^-＝CO+H₂+4O^2-

2H⁺+CO₃^2-+4e^-＝CO+H₂+2O^2-。

3.根据权利要求1所述的高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，其特征在于，所述直流电源电流为1A-2A，电解池温度为600℃～800℃。

4.根据权利要求1所述的高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，其特征在于，碳酸盐为Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Rb₂CO₃、MgCO₃、CaCO₃、SrCO₃、BaCO₃、ZnCO₃、Li₂SiO₃、Na₂SiO₃、K₂SiO₃、Rb₂SiO₃中的一种或两种以上的混合物；氢氧化物为LiOH、NaOH、KOH、RbOH、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、Sr(OH)₂、Ba(OH)₂、Zn(OH)₂中的一种或两种以上的混合物；氧化物为Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，其特征在于，电解质为固态时，由所述电加热单元提供电解质达到完全熔融状态所需要的热能。

6.根据权利要求1所述的高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，其特征在于，所述电加热单元采用陶瓷或其他高温型电加热套，通过调节变压器负载来调控加热温度。