一种太阳能驱动高温电解CO₂/H₂O制合成气系统及其应用

摘要

本发明涉及一种太阳能驱动高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，该系统包括电解单元和光热单元，电解单元由光电单元、阴极、阳极、电解池和电解质组成，光电单元将太阳能转化为电能，提供所需的电解电压或电流；光热单元将太阳能转化为热能，对固态电解质进行加热使其达到熔融状态，并加热电解池至电解温度；电解质为混合型熔融电解质。该系统利用太阳能光-热-电化学耦合过程的热/电协同耦合作用，构成了完美的绿色太阳能转化和储存系统，具有清洁、安全和可持续的特点，为节能减排和太阳能资源的综合利用提供了新的途径，同时实现了低电解电压和相对低温条件下，CO₂/H₂O的共电解转化制合成气，节能、高效地实现CO₂资源化利用。

主权项

一种太阳能驱动高温电解CO₂/H₂O制合成气系统，该系统包括电解单元和光热单元，电解单元由光电单元、阴极、阳极、电解池和电解质组成，其特征在于：所述电解单元的光电单元将太阳能转化为电能，提供所需的电解电压或电流；所述的光热单元将太阳能转化为热能，对固态电解质进行加热使其达到熔融状态，并加热电解池至电解温度；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，电解电流在[1A,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；该系统的电解反应机理为：阳极：2O^2‑‑4e^‑＝O₂阴极：2OH^‑+CO₃^2‑+4e^‑＝CO+H₂+4O^2‑2H⁺+CO₃^2‑+4e^‑＝CO+H₂+2O^2‑。