[發(fā)明專利]電化學(xué)還原二氧化碳的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580053002.X
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN108603298B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申運燮;樸美貞
• 申請（專利權(quán)）人: 西江大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C25B9/08
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所 11410
• 代理人: 唐雯

本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)還原二氧化碳以制備高濃度甲酸鹽的方法及用于電化學(xué)還原二氧化碳以制備上述高濃度甲酸鹽的裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)還原二氧化碳以制備高濃度甲酸鹽的方法及用于電化學(xué)還原二氧化碳以制備上述高濃度甲酸鹽的裝置。

背景技術(shù)

以地球上的碳為基礎(chǔ)的物質(zhì)以多種形式形成碳循環(huán)，并維持一定的量而構(gòu)成均衡。但是，由于形成碳循環(huán)的物質(zhì)中的一個即大氣中二氧化碳(CO₂)的增加，這種均衡逐漸被打破。根據(jù)由美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and AtmosphericAdministration，NOAA)提供的大氣中二氧化碳濃度變化趨勢的報告，在產(chǎn)業(yè)化之前大氣中二氧化碳濃度維持在約280ppm(parts per million，百萬分率)的水平，但在產(chǎn)業(yè)化之后以幾何級數(shù)的速度增加，1989年大氣中二氧化碳濃度超過了約350PPM，其后也不斷增長，到了2012年5月大氣中二氧化碳濃度不僅超過了最大上限即約400PPM，而且以2014年4月為基準(zhǔn)，一個月內(nèi)平均維持在約400PPM。

大氣中二氧化碳濃度的增加原因在于產(chǎn)業(yè)化之后增加的二氧化碳排放量，在1965年(約120億噸)首次進行二氧化碳排放量的觀測之后其排放量持續(xù)增加，以2012年為基準(zhǔn)每年約340億噸以上的二氧化碳被排放到大氣中，在目前大部分能量依賴于化石燃料的結(jié)構(gòu)下被預(yù)測為二氧化碳排放量將會持續(xù)增加。

這種二氧化碳排放問題不僅僅是其它國家的問題。韓國對二氧化碳排放量的影響也不小，根據(jù)對歐洲委員會的聯(lián)合研究中心(Joint Research Centre，JRC)和荷蘭環(huán)境評價局(Netherlands Environment Assessment Agency，PBL)共同創(chuàng)刊的報告書《LONG-TERMTREND IN GLOBAL CO2EMISSIONS》進行分析的結(jié)果，顯示過去20年間韓國二氧化碳排放量也增加到約136％，增加速度繼中國(約256％)和印度(約179％)在世界排名第三。并且，從2008年的世界第9位上升為2009年的第8位的韓國二氧化碳排放量自2010年起進一步上升一個臺階而位居世界第7位，并且目前為止仍維持著該世界第7位的位置。

因大氣中二氧化碳的增加而引起的最大問題是全球變暖。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預(yù)測，由于世界各國對氣候變化的對策過于安逸，因此若在今后15年間不抑制二氧化碳排放量，則以現(xiàn)有技術(shù)水平事實上無法解決氣候變化問題。如上述，認(rèn)識大氣中二氧化碳急速增加的危險性的同時，全球正積極開展抑制大氣中二氧化碳的研究。

至今為止，作為用于抑制大氣中二氧化碳的技術(shù)，積極研究CCS(Carbon Captureand Storage，碳捕獲和儲存)技術(shù)。但是，在CCS技術(shù)的情況下，不僅需要能夠儲存捕集到的二氧化碳的很大空間，而且還存在將大量二氧化碳儲存于一處時的危險性。由于這種問題，目前備受注目的是將捕集到的CO2直接轉(zhuǎn)換為有用物質(zhì)而不儲存的CCU(Carbon Captureand Utilization，碳捕獲和利用)技術(shù)。如果CCS是將捕集到的二氧化碳作為廢棄資源掩埋的技術(shù)，則CCU便是應(yīng)用該捕集到的二氧化碳以作為高附加價值產(chǎn)品再利用的技術(shù)。由于二氧化碳是地球上存在的碳源中最多的物質(zhì)，因此正進行關(guān)于應(yīng)用該捕集到的二氧化碳以轉(zhuǎn)換為有用物質(zhì)的技術(shù)的多種研究。

在通過催化化學(xué)方法將二氧化碳轉(zhuǎn)換為草酸、聚碳酸酯等有用化學(xué)產(chǎn)品(韓國公開專利第10-2008-0016198號)、或者利用微藻等生物來生產(chǎn)生物燃料、或者通過人工光合作用且利用水和二氧化碳來生產(chǎn)甲醇等再生燃料的方法、以及仿照從蛤蜊或牡蠣等中出現(xiàn)的自然界巖石生成過程使二氧化碳與鈣鹽、鎂鹽等進行反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為礦物形式以生產(chǎn)水泥等建筑材料等的多種領(lǐng)域中，正在研究能夠再利用目前研究中的二氧化碳的主要領(lǐng)域。