[发明专利]一种以双极膜为隔膜的电化学还原CO2电解池及其应用

摘要

本发明涉及一种以双极膜为隔膜的电化学还原CO2电解池及其应用，该电解池包括阴极电解室、阴极电解液、阳极电解室、阳极电解液和分隔阴、阳极电解室的双极膜。阴极电解室的电极材料为Pb、In、Cu等，阴极电解液为碱性水溶液；阳极电解室的电极材料为Pt、Pd等，阳极电解液为碘盐的酸性水溶液。阴极电解室中的氢氧根和阳极电解室中的质子扩散至双极膜内生成水，形成一个电压降，降低电解槽的工作电压。与水电氧化生成氧气的阳极反应相比，碘离子氧化生成碘单质的电位低、过电位小、动力学过程快，可进一步降低电解槽的工作电压。二氧化碳在阴极室被电还原，生成甲酸盐、甲醇、甲烷等小分子燃料；碘离子在阳极室被电氧化生成单质碘。

主权项

一种以双极膜为隔膜的电化学还原CO2电解池，其特征在于：该电解池包括阴极电解室、阴极电解液、阳极电解室、阳极电解液和分隔阴、阳极电解室的双极膜；所述的阴极电解室的电极为Pb、In、Cu、Sn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni、Zn、Cd、Pt、Au、Pd、Ru、Ir、Rh、Re、Os、Ga、Ge、Cr、Sb、Bi、C中一种或两种以上的合金或其混合物；所述的阴极电解液为氢氧化物水溶液、碳酸盐水溶液、碳酸氢盐水溶液中一种或两种以上的混合物；所述的阳极电解室的电极为Pt、Au、Pd、Ru、Ir、Rh、Re、Os、Cu、Ag、Fe、Co、Ni、Zn、C中一种或两种以上的合金或其混合物；所述的阳极电解液为含有碘盐和酸的水溶液；所述的分隔阴、阳极电解室的双极膜由阴离子交换膜、阳离子交换膜复合而成或由阴离子交换膜、阳离子交换膜及置于阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的过渡层复合而成。