[发明专利]一种二氧化碳转化电解池及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种二氧化碳转化电解池，其特征在于，包括固态电解质、分别位于所述固态电解质两侧的阳极和阴极；所述固态电解质为钐掺杂氧化铈/碳酸盐复合电解质；所述钐掺杂氧化铈的化学分子式为Sm_0.2Ce_0.8O_1.9；所述碳酸盐的化学分子式为(Li_xNa_yK_z)₂CO₃，其中，x+y+z=1；所述阴极为复合阴极，所述复合阴极的材料为LNCZ-LNSDC，其中，LNCZ的化学分子式为LiNiCuZnO，LNSDC的化学分子式为SDC-(Li_0.52Na_0.48)₂CO₃；所述阳极的材料为LNCZ。

2.一种二氧化碳转化电解池的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供一种钐掺杂氧化铈/碳酸盐复合电解质，所述钐掺杂氧化铈的化学分子式为Sm_0.2Ce_0.8O_1.9；所述碳酸盐的化学分子式为(Li_0.52Na_0.48)₂CO₃；

在所述钐掺杂氧化铈/碳酸盐复合电解质两侧分别设置阳极 、阴极，经冷压或流延成膜后进行冷等静压，然后进行共烧结工艺制得所述二氧化碳转化电解池，所述阴极为复合阴极，所述复合阴极的材料为LNCZ-LNSDC，其中，LNCZ的化学分子式为LiNiCuZnO，LNSDC的化学分子式为SDC-(Li_0.52Na_0.48)₂CO₃；所述阳极的材料为LNCZ。

3.根据权利要求2所述二氧化碳转化电解池的制备方法，其特征在于，所述钐掺杂氧化铈/碳酸盐复合电解质的制备步骤包括：

将Ce(NO₃)₃·6H₂O和Sm(NO₃)₃·6H₂O加入到去离子水中搅拌，形成硝酸盐溶液；

将NH₄HCO₃溶液倒入所述硝酸盐溶液中混合，反应得到钐掺杂氧化铈前驱体；

对所述钐掺杂氧化铈前驱体进行煅烧处理，得到钐掺杂氧化铈；

将Li₂CO₃、Na₂CO₃以及无水乙醇置于球磨罐中球磨后，进行烘干处理，得到碳酸盐前驱体；

对所述碳酸盐前驱体进行煅烧处理，获得碳酸盐；

将所述钐掺杂氧化铈和所述碳酸盐混合球磨后进行煅烧处理，得到钐掺杂氧化铈/碳酸盐复合电解质。

4.根据权利要求3所述二氧化碳转化电解池的制备方法，其特征在于，将所述钐掺杂氧化铈和所述碳酸盐混合球磨后进行煅烧处理的步骤中，所述钐掺杂氧化铈和所述碳酸盐的质量比为4:1-1:1。

5.根据权利要求3所述二氧化碳转化电解池的制备方法，其特征在于，所述将NH₄HCO₃溶液倒入所述硝酸盐溶液中混合，反应得到钐掺杂氧化铈前驱体的步骤包括：

将NH₄HCO₃溶液倒入所述硝酸盐溶液中，调节pH为7-8，搅拌后静置过夜，得到混合液；

对所述混合液进行抽滤、洗涤处理后得到滤渣，在100-150℃的条件下对所述滤渣进行干燥处理，得到所述钐掺杂氧化铈前驱体。

6.根据权利要求3所述二氧化碳转化电解池的制备方法，其特征在于，

对所述钐掺杂氧化铈前驱体进行煅烧处理的步骤中，煅烧处理的温度为500-700℃，煅烧时间为1-3h；

和/或，对所述碳酸盐前驱体进行煅烧处理的步骤中，煅烧处理的温度为650-700℃，煅烧时间为0.5-1.5h。