[发明专利]一种高效电催化还原二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：采用直流电源、电解单元、以及用于加热电解单元的加热装置；

所述电解单元为固体氧化物电解单元；

所述电解单元以阴极为支撑层，呈上下分布结构，即，所述电解单元中，阳极层、电解质层以及活性阴极层沿厚度方向上下层叠；活性阴极层包括第一活性阴极层与第二活性阴极层，第一活性阴极层位于阴极支撑层的上表面，第二活性阴极层位于阴极支撑层的下表面；电解质层包括第一电解质层与第二电解质层，第一电解质层位于活性阴极层的上表面，第二电解质层位于活性阴极层的下表面；阳极层包括第一阳极层与第二阳极层，第一阳极层位于第一电解质层的上表面，第二阳极层位于第二电解质层的下表面；并且，阴极支撑层设置用于燃料气体流通的中空孔道；

所述第一阳极层与第二阳极层通过连接件导电连接，所述阴极支撑层、第一活性阴极层与第二活性阴极层通过集流件导电连接；直流电源的正极与所述连接件相连，负极与所述集流件导电连接；

加热装置加热所述电解单元至一定温度；空气通入所述电解单元的第一阳极层与第二阳极层，CO₂通入阴极支撑层的中空孔道；直流电源开启，对所述电解单元通电，二氧化碳在电解单元中发生电化学催化还原反应生成CO。

2.如权利要求1所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：所述电解单元的温度在700℃以上。

3.如权利要求1所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：所述电解单元的温度为700～900℃。

4.如权利要求1所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：在电解二氧化碳过程中，控制电解电压在0～2V区间内。

5.如权利要求4所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：控制电解电压为1～2V。

6.如权利要求1所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：第一电解质层与第一阳极层之间设置第一阻挡层，第二电解质层与第二阳极层之间设置第二阻挡层。

7.如权利要求1所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：当阴极支撑层中包含镍催化成分时，在阴极支撑层的中空孔道通入还原性保护气体，以防止镍被氧化。

8.如权利要求7所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：还原性保护气体的体积含量为5％～30％。

9.如权利要求7所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：还原性保护气体包H₂和/或CO。

10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的高效电催化还原二氧化碳的方法，其特征是：CO₂二氧化碳的转化率达到35％以上。