[发明专利]一种基于熔融碳酸盐电解池的电解CO2和H2O制取合成气的方法

权利要求书

1.一种基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将碳酸盐电解质填充到阳极双极板(1)的流道中，然后将阳极双极板(1)、阳极Ni电极(2)、隔膜(3)、阴极Ni电极(4)以及阴极双极板(5)按照自上到下的顺序组装构成熔融碳酸盐电解池单体；

将电解池单体放置到加热炉中，加热至600℃-700℃，使碳酸盐电解质从固体融化为液体，并浸润到隔膜(3)中；

通过外电路对电解池单体通电，使电解池单体工作在工作电压下；

将CO₂与H₂O的混合气通入到电解池单体阴极流道中，将空气和/或N₂通入到电解池单体阳极流道中；

在电解池单体阴极流道出口收集由CO、H₂、H₂O和CO₂组成的合成气。

2.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述碳酸盐电解质由Li₂CO₃、Na₂CO₃和K₂CO₃中的两种或者三种混合构成，混合比例满足所得混合物的共熔点低于600℃。

3.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述阳极双极板(1)和阴极双极板(5)采用不锈钢材料制成，两侧具有气体流道，一侧用于阳极流道，另一侧用于阴极流道，用作气体分布和导电。

4.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述阳极Ni电极(2)和阴极Ni电极(4)，采用流延法制得，并经过900℃的高温烧结。

5.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述隔膜(3)采用α-LiAlO₂或γ-LiAlO₂制得，具有多孔结构，孔隙率50％～75％，厚度为0.3～1.0mm，平均孔径为0.25～0.8μm。

6.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述电解池单体的工作电压为1.2V-5.0V。

7.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，将多个电解池单体串联构成电解池堆。

8.根据权利要求7所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述电解池堆的工作电压根据电解池单体的数量，按比例放大。

9.根据权利要求1所述基于熔融碳酸盐电解池的电解CO₂和H₂O制取合成气的方法，其特征在于，所述CO₂与H₂O的混合气中，H₂O的摩尔比例不低于5％。