JP6599367B2

Method and system for electrochemical reduction of carbon dioxide employing a gas diffusion electrode

Abstract

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JP6599367B2, drawing sheet 1
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Expires 29 May 2035.

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19 claims: 13 independent, 6 dependent

  1. 1
    ガス拡散電極を含むアノードを含む電気化学セルのアノード液領域において水素ガスの供給流を受容すること;電気化学セルのアノード液領域においてアノード液供給流を受容すること;カソードを含む電気化学セルのカソード液領域において、二酸化炭素及びアルカリ金属重炭酸塩を含むカソード液供給流を受容すること;電気化学セルのアノードとカソードの間に、二酸化炭素を還元生成物に還元するのに十分な電位を印加することを含む、二酸化炭素を還元する方法。
  2. 2
    カソードを含む電気化学セルのカソード液領域において二酸化炭素ガスの供給流を受容することを更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 3
    カソードはガス拡散電極を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 4
    電気化学セルへのアノード液供給流は水及びハロゲン化水素を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 5
    ハロゲン化水素は臭化水素又は塩化水素の少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 6
    還元生成物はアルカリ金属ギ酸塩である、請求項4に記載の方法。
  7. 7
    熱反応によってアルカリ金属ギ酸塩をアルカリ金属シュウ酸塩に転化すること;電気化学的酸性化電解槽においてアルカリ金属シュウ酸塩を受容すること;電気化学的酸性化電解槽において、アルカリ金属シュウ酸をシュウ酸に転化すること、及びアルカリ金属水酸化物、水素、及びハロゲンを共生成すること;を更に含む、請求項6に記載の方法。
  8. 8
    第1のセル区画;第1のセル区画内に配置されている、ガス拡散電極を含むアノード;第2のセル区画;第2のセル区画内に配置されているカソード;第1のセル区画と第2のセル区画の間に介在されているセパレーター;を含む電気化学セル;並びに 第1のセル区画に接続されており、水素ガスを第1のセル区画に供給するように構成されている水素ガス入口;第1のセル区画に接続されており、アノード液を第1のセル区画に供給するように構成されているアノード液入口;第2のセル区画に接続されており、二酸化炭素及びアルカリ金属重炭酸塩を含むカソード液を第2のセル区画に供給するように構成されているカソード液入口;及び アノード及びカソードと操作可能に接続されており、アノード及びカソードに電力を供給して、カソードにおいて二酸化炭素を還元生成物に還元するように構成されているエネルギー源を含む、二酸化炭素を還元するためのシステム。
  9. 9
    電気化学セルは、アノード液入口からアノード液を受容するように構成されている、第1のセル区画内のアノードトリクルベッド溶液分配器を更に含む、請求項 8 に記載のシステム。
  10. 10
    電気化学セルは、アノード液をアノードトリクルベッド溶液分配器中に分配するように構成されている、アノード液入口とアノードトリクルベッド溶液分配器の間の堰型流れ分配器を更に含む、請求項 9 に記載のシステム。
  11. 11
    電気化学セルは、水素ガス入口から水素ガスを受容するように構成されているガスプレナムを含むアノード集電装置を更に含む、請求項 8 に記載のシステム。
  12. 12
    アノードのガス拡散電極は、水素ガスをアノードのガス拡散電極に通過させるように構成されている、アノード集電装置のガスプレナムと近接している少なくとも1つの流路を含む、請求項 11 に記載のシステム。
  13. 13
    アノードのガス拡散電極は、炭素布部分及び触媒層を含む、請求項 12 に記載のシステム。
  14. 14
    第2のセル区画に接続されており、二酸化炭素ガスを第2のセル区画に供給するように構成されている二酸化炭素ガス入口を更に含む、請求項 8 に記載のシステム。
  15. 15
    カソードはガス拡散電極を含む、請求項 14 に記載のシステム。
  16. 16
    電気化学セルは、カソード液入口からカソード液を受容するように構成されている、第2のセル区画内のカソードトリクルベッド溶液分配器を更に含む、請求項 15 に記載のシステム。
  17. 17
    電気化学セルは、カソード液をカソード液トリクルベッド溶液分配器中に分配するように構成されている、カソード液入口とカソードトリクルベッド溶液分配器の間の堰型流れ分配器を更に含む、請求項 16 に記載のシステム。
  18. 18
    電気化学セルは、二酸化炭素ガス入口から二酸化炭素ガスを受容するように構成されているガスプレナムを含むカソード集電装置を更に含む、請求項 15 に記載のシステム。
  19. 19
    カソードのガス拡散電極は、二酸化炭素ガスをカソードのガス拡散電極に通過させるように構成されている、カソード集電装置のガスプレナムと近接している少なくとも1つの流路を含む、請求項 18 に記載のシステム。
Independent claims19