[发明专利]一种用于电化学还原CO2

权利要求书

1.一种用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于，该膜式液流电解池包括：

一个阳极组件(3)，阳极组件(3)为阳极盖板、阳极集流体、阳极流场(12)一体设置的组件；

一个膜电极组件，膜电极组件为阳极电极(5)、离子交换膜(6)和阴极气体扩散电极(7)紧密贴合；

一个阴极组件(8)，阴极组件(8)为阴极盖板、阴极集流体、阴极流场(10)一体设置的组件；

阴极流场(10)四周设有保证气密性的O形圈凹槽(11)；

阳极组件(3)、膜电极组件、阴极组件(8)固定连接，阳极组件(3)与膜电极组件和膜电极组件与阴极组件(8)之间均放置聚四氟乙烯垫片(4)；

所述的阳极流场(12)和阴极流场(10)均为蛇形流道。

所述的阴极盖板、阳极盖板的厚度均为5-15mm。

2.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳膜式液流电解池，其特征在于：阴阳极流道口(1)分别设置在阴阳极盖板背面，通过直径1-2mm的孔道与阴阳极流场进出口相连。

3.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于：阳极进出口在外部通过硅胶管与阳极储液罐和蠕动泵相连，实现阳极电解液的循环流动，并且可随时更新电解液。

4.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于，定位孔分别设置在阴极盖板和阳极盖板上，当阴极组件、膜电极组件和阳极组件装配在一起时，定位孔彼此对应，以通过定位孔实现各部件的固定。

5.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于：所述的膜电极组件中的阳极电极为泡沫镍或泡沫镍铁层状双氢氧化物(LDH)；所述的膜电极组件中的阴极气体扩散电极采用在PTFE基底上磁控溅射Ag催化剂的方法制备，催化剂层厚度为300nm-1000nm。

6.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于：膜电极组件中的离子交换膜为阴离子交换膜或阳离子交换膜。

7.根据权利要求1所述的用于电化学还原二氧化碳的膜式液流电解池，其特征在于：阴极盖板、阳极盖板均为钛板。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的用于还原二氧化碳的膜式液流电解池的电化学测试工艺，其特征在于：选用的阳极电极液为含有电解质的水溶液，阴极腔室通入CO₂气体，施加还原电位还原二氧化碳，具体工艺过程如下：

步骤一：在室温下配置含有电解质的水溶液，将该溶液通入阳极储液罐中用作阳极电解液，通过蠕动泵让其在阳极流道中循坏流动，方便更新电解液的同时也有利于产物(氧气)排出；

步骤二：在室温条件下接通电解电源，控制电解槽压为2到4V，电流密度为3到650mA/cm²；

步骤三：在阴极盖板背面出口处连接流量计，对出口流量精准监测。同时将气体产物通入气相色谱仪中进行产物分析。

9.根据权利要求8所述的一种用于还原二氧化碳的膜式液流电解池的电化学测试工艺，其特征在于：阳极电解液中的电解质为碳酸氢钾，浓度为0.1-1mol/L。

10.根据权利要求8所述的一种用于还原二氧化碳的膜式液流电解池的电化学测试工艺，其特征在于：所述的流量计采用质量流量计或皂膜流量计。