产生可再生氢并截留二氧化碳的电化学系统、装置和方法

摘要

本发明提供产生可再生氢并截留二氧化碳的电化学系统、装置和方法。本发明描述了一种生产可再生氢和从空气或气流捕获二氧化碳的二氧化碳负性方法。还描述了一种用于实施所述方法的系统和方法。直流可再生电流被提供到水电解装置，所述电流具有足够的电压以在阴极处产生氢和羟离子，在阳极处产生质子和氧。这些产物被分离并截留，并且利用碱从空气或气流作为碳酸氢盐或碳酸盐捕获二氧化碳。这些碳酸盐、氢、和捕获的二氧化碳又可以结合到各种各样的化学和电化学过程中而生成有价值的从大气二氧化碳制成的碳基材料。所有过程的净作用是从水产生可再生氢并减少大气或注定进入大气的气体中的二氧化碳。

主权项

一种产生氢并截留气态二氧化碳的方法，包括以下步骤：(a)将来自电源的预定电压的直流点供应给具有至少一个电解槽的水电解装置，其中所述电解槽包括含水电解质、适于产生氧气的阳极区以及适于产生氢气和羟离子的阴极区，其中所述阳极和阴极区通过所述电解质电连接；(b)向电解质溶液源供应新鲜电解质溶液；(c)向所述电解装置供应来自所述电解质溶液源的电解质溶液的进料，用于在所述电解装置中的电解处理以产生氧气、质子、氢气和羟离子；(d)在所述阳极区产生氧气和质子，其中所述质子以酸的形式存在；(e)在所述阴极区产生所述氢气和所述羟离子，其中所述羟离子以碱的形式存在；(f)收集氢气产物；(g)收集氧气产物；(h)从所述阳极区移出一部分或全部的所述酸；(i)从所述阴极区移出一部分或全部的所述碱；(j)使所述碱中的一部分或全部的羟离子与气态二氧化碳的源接触以在溶液中作为碳酸氢盐、碳酸盐或其混合物截留二氧化碳；以及其中所述新鲜电解质溶液包含溶解的非‑氯化物碱盐作为电解质，且所述新鲜电解质溶液是基本没有氯离子的，以致在 电解处理期间进料至所述电解装置的每升的所述新鲜电解质溶液在所述电解装置中产生少于100毫克的氯气。