[发明专利]用于二氧化碳的电化学利用的还原方法和电解系统

权利要求书

1.借助于电解系统的用于二氧化碳利用的还原方法，

-其中将二氧化碳(CO₂)引导通过阴极室(KR)并使其与阴极(K)接触，

-其中在阴极室(KR)中提供至少一种第一材料或将至少一种第一材料引入所述阴极室中，通过所述第一材料能够催化二氧化碳(CO₂)至至少一种烃化合物或至一氧化碳(CO)的还原反应，和

-其中将至少一种不同于所述第一材料的第二材料与电解质或反应物-电解质-混合物一起引入阴极室(KR)中或单独地计量加入所述阴极室中，通过所述第二材料能够助催化所述还原反应，其中所述第二材料促进从所述阴极(K)到所述第一材料的电荷转移，和

-其中第二和第一材料作为前体相互原位反应并且在阴极室(KR)内形成氢化-金属络合物或金属-羰基氢化物。

2.根据权利要求1所述的还原方法，其中所述第二材料为质子溶剂。

3.根据前述权利要求之一所述的还原方法，其中所述第二材料为水、甲醇、乙醇或醇类。

4.根据前述权利要求之一所述的还原方法，其中所述第一材料为络合物，特别地金属络合物。

5.根据前述权利要求之一所述的还原方法，其中所述第一材料为过渡金属络合物，特别地具有重过渡金属作为中心原子的过渡金属络合物。

6.根据权利要求1至3之一所述的还原方法，其中所述第一材料为羰络金属或金属羰基化物。

7.根据前述权利要求之一所述的还原方法，其中，所述第一和第二材料在水性环境中是稳定的。

8.用于二氧化碳利用的电解系统，其包括电解池(1)，该电解池具有在阳极室(AR)中的阳极(A)和在阴极室(KR)中的阴极(K)，

-其中阴极(K)具有整合了电荷传输层功能和表面保护层功能的层，

-其中阴极室(KR)被设计成接收二氧化碳(CO₂)并使二氧化碳与阴极(K)接触，

-其中阴极室(KR)具有第一材料，通过所述第一材料能够催化二氧化碳(CO₂)至至少一种烃化合物或至一氧化碳(CO)的还原反应，和

-其中阴极室(KR)具有带计量单元的材料入口，经由该材料入口能够将至少一种不同于第一材料的第二材料引入阴极室(KR)中，通过所述第二材料能够助催化所述还原反应，方式是所述第二材料促进从阴极(K)到所述第一材料的电荷转移。

9.根据权利要求8所述的用于二氧化碳利用的电解系统，其中，所述阴极表面(K)具有逸出功，所述逸出功的能级允许电荷传输至所述第一材料。

10.根据权利要求8或9所述的用于二氧化碳利用的电解系统，其中，所述阴极(K)具有铜、铜的氧化物、TiO₂或其它金属氧化物-半导体材料。

11.根据权利要求8至10之一所述的用于二氧化碳利用的电解系统，其中所述阴极(K)具有电荷传输层，其表面具有逸出功，所述逸出功的能级允许电荷传输至所述第一材料。

12.根据权利要求8至11之一所述的用于二氧化碳的光电化学利用的电解系统，其中所述阴极(K)是光电阴极。