[發(fā)明專利]碳輔助固體氧化物電解池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111453775.0
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114032570B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐浩然;韓雨;肖剛;孫安葦;帥威
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C25B9/60
• 分類號: C25B9/60;C25B1/04;C25B11/042
• 代理公司: 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

1.一種碳輔助固體氧化物電解池，包括順序設(shè)置的陰極、電解質(zhì)、陽極及陽極腔，其特征在于，在所述陰極通入水蒸氣作為氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，所述陽極腔內(nèi)包含碳燃料和CO₂吸收劑，向所述陽極腔內(nèi)通入水蒸氣作為原位氣化工質(zhì)，所述水蒸氣與所述碳燃料發(fā)生碳?xì)饣磻?yīng)生成CO和H₂，所述陰極產(chǎn)生的氧離子通過所述電解質(zhì)傳遞至所述陽極，并與所述陽極腔內(nèi)產(chǎn)生的CO和H₂發(fā)生氧化反應(yīng)，所述碳?xì)饣磻?yīng)產(chǎn)生的部分CO在所述陽極腔內(nèi)與水蒸氣發(fā)生水氣置換反應(yīng)生成CO₂與H₂，所述CO₂吸收劑通過吸收所述水氣置換反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂促進(jìn)產(chǎn)生H₂，所述CO₂吸收劑為CaO，所述碳燃料為無機(jī)碳燃料，所述無機(jī)碳燃料為煤、焦炭、活性炭、石墨、纖維板、炭黑或生物炭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述碳輔助電解池的工作溫度范圍為650-850℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述陰極的水蒸氣的流量與所述陽極的水蒸氣流量均為50-500mL/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述碳輔助固體氧化物電解池為管狀電解池，所述管狀電解池的長度為9cm，內(nèi)徑為11.5mm，外徑為12.0mm，所述陰極的厚度為20μm；所述陽極的厚度為20μm，所述電解質(zhì)的厚度為201μm，所述管狀電解池的工作電壓為1~-0.1V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述陽極腔排出的是包含H₂、CO與H₂O的混合氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述陽極腔內(nèi)還包括碳酸鹽催化劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的碳輔助固體氧化物電解池，其特征在于，所述陽極與所述陰極采用的材料為多孔Ag-GDC，所述電解質(zhì)采用的材料為致密YSZ。