ES2897748T3 - Reduction procedure for the use of electrochemical carbon dioxide, generation of alkaline carbonate and alkaline hydrogen carbonate - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de reducción para el aprovechamiento de dióxido de carbono por medio de un sistema de electrolisis, en el que se introduce un catolito que comprende agua e iones hidróxido y dióxido de carbono (CO2) en un espacio de cátodo (KR) y se lleva a contacto con un cátodo (K), en el que en el cátodo (K) se reduce dióxido de carbono (CO2), en el que se introduce un anolito, que presenta aniones cloruro (Cl-), en un espacio de ánodo (AR) y se lleva a contacto con un ánodo (A), en el que se oxidan en el ánodo (A) aniones cloruro (Cl-) para dar cloro (Cl2) y se separa éste como gas cloro del anolito a través de un dispositivo de separación de gases, en el que el anolito presenta cationes alcalinos, que migran por una membrana conductora de cationes hacia los catolitos, en donde el dióxido de carbono en exceso en el espacio de cátodo reacciona con los iones hidróxido para dar carbonato y/o hidrogenocarbonato, que reaccionan con los cationes alcalinos que han migrado por la membrana hacia el catolito para dar hidrogenocarbonato alcalino y/o carbonato alcalino y en el que al menos una parte del volumen de catolito se introduce en el tanque de deposición y allí cristaliza el hidrogenocarbonato alcalino y/o carbonato alcalino, en donde - el cátodo (K) es un cátodo (K) que contiene plata y forma a partir del dióxido de carbono y del catolito predominantemente monóxido de carbono, iones hidróxido y solo poco hidrógeno como productos; o en donde - el cátodo (K) es un cátodo (K) que contiene cobre y forma a partir del dióxido de carbono y el catolito etileno, metano, etanol y/o monoetilenglicol e iones hidróxido como productos.Reduction procedure for the use of carbon dioxide by means of an electrolysis system, in which a catholyte comprising water and hydroxide ions and carbon dioxide (CO2) is introduced into a cathode space (KR) and is brought to contact with a cathode (K), in which carbon dioxide (CO2) is reduced at the cathode (K), in which an anolyte, which has chloride anions (Cl-), is introduced into an anode space (AR ) and is brought into contact with an anode (A), in which chloride anions (Cl-) are oxidized at the anode (A) to give chlorine (Cl2) and this is separated as chlorine gas from the anolyte through a device of gas separation, in which the anolyte has alkaline cations, which migrate through a cation-conducting membrane towards the catholytes, where the carbon dioxide in excess in the cathode space reacts with the hydroxide ions to give carbonate and/or hydrogen carbonate, which react with the alkaline cations that have migrated through the membrane to ia the catholyte to give alkali hydrogen carbonate and/or alkali carbonate and in which at least a part of the volume of catholyte is introduced into the deposition tank and there crystallizes the alkali hydrogen carbonate and/or alkali carbonate, where - the cathode (K ) is a silver-containing cathode (K) and forms from carbon dioxide and catholyte predominantly carbon monoxide, hydroxide ions and only a little hydrogen as products; or wherein - the cathode (K) is a copper-containing cathode (K) and forms from carbon dioxide and the catholyte ethylene, methane, ethanol and/or monoethylene glycol and hydroxide ions as products.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento de reducción para el aprovechamiento de dióxido de carbono electroquímico, generación de carbonato alcalino e hidrogenocarbonato alcalinoReduction procedure for the use of electrochemical carbon dioxide, generation of alkaline carbonate and alkaline hydrogen carbonate
La presente invención se refiere a un procedimiento de reducción para el aprovechamiento de dióxido de carbono electroquímico. El dióxido de carbono se introduce en una célula de electrolisis y se reduce en un cátodo.The present invention relates to a reduction process for the use of electrochemical carbon dioxide. Carbon dioxide is introduced into an electrolysis cell and is reduced at a cathode.
Estado de la técnicaState of the art
Actualmente se cubre aprox. el 80 % de la demanda de energía mundial mediante la combustión de combustibles fósiles, cuyo proceso de combustión origina una emisión mundial de aproximadamente 34000 millones de toneladas de dióxido de carbono en la atmósfera por año. Mediante esta liberación en la atmósfera se elimina la mayor parte de dióxido de carbono, lo que puede ascender, por ejemplo, en una central eléctrica de lignito a hasta 50000 toneladas por día. El dióxido de carbono pertenece a los denominados gases de efecto invernadero, cuyas repercusiones negativas sobre la atmósfera y el clima se discuten. Dado que el dióxido de carbono se encuentra termodinámicamente muy bajo, puede reducirse solo con dificultad para dar productos reutilizables, lo que ha dejado la verdadera utilización de dióxido de carbono hasta ahora en la teoría o bien en el mundo académico.Currently it covers approx. 80% of the world's energy demand through the combustion of fossil fuels, the combustion process of which causes a global emission of approximately 34 billion tons of carbon dioxide into the atmosphere per year. This release into the atmosphere removes most of the carbon dioxide, which can amount, for example, in a lignite-fired power plant to up to 50,000 tons per day. Carbon dioxide belongs to the so-called greenhouse gases, whose negative repercussions on the atmosphere and climate are discussed. Since carbon dioxide is thermodynamically very low, it can be reduced only with difficulty to reusable products, which has left the true use of carbon dioxide until now in theory or in academia.
Una degradación de dióxido de carbono natural se realiza, por ejemplo, mediante la fotosíntesis. A este respecto, en un proceso clasificado temporalmente y a nivel molecular espacialmente en muchas etapas parciales se convierte dióxido de carbono en hidratos de carbono. Este proceso no puede adaptarse así fácilmente a escala técnica. Una copia del proceso de fotosíntesis natural con fotocatálisis a escala técnica hasta ahora no es suficientemente eficaz.Natural carbon dioxide degradation takes place, for example, by photosynthesis. In this case, carbon dioxide is converted into carbohydrates in a spatially and temporally classified process in many sub-stages. This process cannot thus easily be adapted on a technical scale. A copy of the natural photosynthesis process with photocatalysis on a technical scale is so far not efficient enough.
Una alternativa la representa la reducción electroquímica del dióxido de carbono. Los estudios sistemáticos de la reducción electroquímica de dióxido de carbono son aún un campo de desarrollo relativamente joven. Solo desde pocos años existen esfuerzos en desarrollar un sistema electroquímico, que puede reducir una cantidad de dióxido de carbono aceptable. Las investigaciones a escala de laboratorio han mostrado que para la electrolisis de dióxido de carbono pueden usarse preferentemente metales como catalizadores.An alternative is represented by the electrochemical reduction of carbon dioxide. Systematic studies of the electrochemical reduction of carbon dioxide are still a relatively young field of development. Only since a few years have there been efforts to develop an electrochemical system, which can reduce an acceptable amount of carbon dioxide. Investigations on a laboratory scale have shown that metals can preferably be used as catalysts for the electrolysis of carbon dioxide.
El documento US 2012/228147 A1 divulga procedimientos y sistemas para la preparación electroquímica de ácido fórmico a partir de dióxido de carbono. El cátodo se selecciona del grupo que está constituido por indio, plomo, estaño, cadmio y bismuto. El documento US 3959094 A divulga un procedimiento y un sistema para la síntesis de metanol a partir del CO2 en el aire usando energía eléctrica. El CO2 se absorbe por una solución de KOH para formar K2CO3, que se electroliza para generar metanol, un combustible de hidrocarburo líquido. El documento US 2008/223727 A1 divulga procedimientos electroquímicos para la reducción de dióxido de carbono, por ejemplo, la transformación de dióxido de carbono en sales de formiato o ácido fórmico.US 2012/228147 A1 discloses processes and systems for the electrochemical preparation of formic acid from carbon dioxide. The cathode is selected from the group consisting of indium, lead, tin, cadmium, and bismuth. US 3959094 A discloses a method and system for the synthesis of methanol from CO2 in air using electrical energy. CO2 is absorbed by a KOH solution to form K2CO3, which is electrolyzed to generate methanol, a liquid hydrocarbon fuel. US 2008/223727 A1 discloses electrochemical processes for the reduction of carbon dioxide, eg the transformation of carbon dioxide into formate salts or formic acid.
De la publicación Electrochemical CO2 reduction on metal electrodes de Y. Hori, publicada en: C. Vayenas, et al. (eds.), Modern Aspects of Electrochemistry, Springer, New York, 2008, pág. 89-189, pueden deducirse las eficiencias de Faraday en distintos cátodos de metal, véase la tabla 1.From the publication Electrochemical CO2 reduction on metal electrodes by Y. Hori, published in: C. Vayenas, et al. (eds.), Modern Aspects of Electrochemistry, Springer, New York, 2008, p. 89-189, the Faraday efficiencies on different metal cathodes can be derived, see Table 1.
Si se reduce dióxido de carbono, por ejemplo, en cátodos de plata, oro o cinc, se produce casi exclusivamente monóxido de carbono.If carbon dioxide is reduced, for example on silver, gold or zinc cathodes, almost exclusively carbon monoxide is produced.
Tabla 1:Table 1:
En la tabla están indicadas las eficiencias de Faraday [%] de productos que se producen en la reducción de dióxido de carbono en distintos electrodos de metal. Los valores indicados se aplican para una solución 0,1 M de hidrogenocarbonato de potasio como electrolitos y densidades de corriente por debajo de 10 mA/cm2The table shows the Faraday efficiencies [%] of products that are produced in the reduction of carbon dioxide on different metal electrodes. The indicated values apply for a 0.1 M potassium hydrogen carbonate solution as electrolyte and current densities below 10 mA/cm2
En un cátodo de plata se producirían, por ejemplo, de manera predominante monóxido de carbono y solo poco hidrógeno. Las reacciones en el ánodo y el cátodo pueden representarse con las siguientes ecuaciones de reacción:At a silver cathode, for example, predominantly carbon monoxide and only a little hydrogen would be produced. The reactions at the anode and cathode can be represented by the following reaction equations:
Cátodo: 2 CO2 4 e- 4 H+ ^ 2 CO 2 H2OCathode: 2 CO2 4 e- 4 H+ ^ 2 CO 2 H2O
Ánodo: 2 H2O ^ O2 4 H+ 4 e-Anode: 2 H2O ^ O2 4 H+ 4 e-
Tal como puede deducirse además de la tabla 1, se producen, por ejemplo, en un cátodo de cobre, una pluralidad de hidrocarburos como productos de reacción. Es especialmente interesante desde el punto de vista económico, por ejemplo, la generación electroquímica de metano o etileno, etanol o monoetilenglicol. A este respecto, se trata de productos energéticamente de valor más alto que el dióxido de carbono.As can also be seen from Table 1, a plurality of hydrocarbons are produced as reaction products, for example, on a copper cathode. Of particular interest from an economic point of view, for example, is the electrochemical generation of methane or ethylene, ethanol or monoethylene glycol. In this respect, they are energetically higher value products than carbon dioxide.
Etileno: 2CO2 12e- 8H2O ^ C2H4 12OH-Metano: CO2 8e- 4H2O ^ CH4 4OH-Etanol: 2CO2 12e- 9H2O ^ C2H5OH 12OH-Monoetilenglicol: 2CO2 10e- 8H2O ^ HOC2H4OH 10OH-Ethylene: 2CO2 12e- 8H2O ^ C2H4 12OH-Methane: CO2 8e- 4H2O ^ CH4 4OH-Ethanol: 2CO2 12e- 9H2O ^ C2H5OH 12OH-Monoethylene glycol: 2CO2 10e- 8H2O ^ HOC2H4OH 10OH-
Con un electrolito que contiene cloruro puede desarrollarse la siguiente reacción en el ánodo:With a chloride-containing electrolyte, the following reaction can take place at the anode:
2 Cl- ^ Cl2 2 e-2 Cl- ^ Cl2 2 e-
En la conversión electroquímica de materia de dióxido de carbono en un producto energéticamente de valor más alto son de interés el aumento de la rentabilidad, así como una mejora en cuanto a la capacidad de funcionamiento continua de los sistemas de electrolisis.In the electrochemical conversion of carbon dioxide matter into an energetically higher value product, increased cost-effectiveness as well as an improvement in the continuous operability of electrolysis systems are of interest.
En consecuencia, se expone como técnicamente necesario proponer una solución mejorada para el aprovechamiento de dióxido de carbono electroquímico, que evita los inconvenientes conocidos por el estado de la técnica. En particular, debe permitir la solución que va a proponerse una conversión de dióxido de carbono continua. El objetivo de la invención es indicar un procedimiento de reducción mejorado para el aprovechamiento de dióxido de carbono.Consequently, it is stated as technically necessary to propose an improved solution for the use of electrochemical carbon dioxide, which avoids the drawbacks known by the state of the art. In particular, the solution to be proposed must allow a continuous conversion of carbon dioxide. The object of the invention is to indicate an improved reduction process for the utilization of carbon dioxide.
Estos objetivos en los que se basa la presente invención se solucionan mediante un procedimiento de reducción de acuerdo con la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones.These objects on which the present invention is based are achieved by a reduction method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the claims.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
El procedimiento de reducción de acuerdo con la invención para el aprovechamiento de dióxido de carbono por medio de un sistema de electrolisis se ha definido en la reivindicación 1.The reduction process according to the invention for the use of carbon dioxide by means of an electrolysis system has been defined in claim 1.
Un sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención para el aprovechamiento de dióxido de carbono comprende al menos un electrolizador con un ánodo en un espacio de ánodo y un cátodo en un espacio de cátodo, en donde el espacio de cátodo presenta al menos una entrada para dióxido de carbono y en donde el espacio de cátodo está configurado para llevar a contacto el dióxido de carbono que entra con el cátodo. Además, comprende el espacio de cátodo un catolito o está configurado para poder alojar un catolito, en donde el catolito puede llegar al espacio de cátodo a través de la misma entrada que el dióxido de carbono o a través de una segunda entrada separada. Además, presenta al menos el espacio de ánodo, en el funcionamiento de la célula el espacio de ánodo y de cátodo, cationes alcalinos.An electrolysis system not according to the invention for the utilization of carbon dioxide comprises at least one electrolyser with an anode in an anode space and a cathode in a cathode space, where the cathode space has at least one inlet for carbon dioxide and wherein the cathode space is configured to bring entering carbon dioxide into contact with the cathode. Furthermore, the cathode space comprises a catholyte or is configured to accommodate a catholyte, wherein the catholyte may enter the cathode space through the same inlet as the carbon dioxide or through a second separate inlet. In addition, at least the anode space, in cell operation the anode and cathode space, has alkali metal cations.
Como catolito se designa un electrolito que se encuentra en influencia directa del cátodo durante la electrolisis. De manera correspondiente se habla a continuación también de anolito, cuando se designa un electrolito que se encuentra en influencia directa del ánodo durante una electrolisis. Con cationes alcalinos se designan iones cargados positivamente, que presentan al menos un elemento del primer grupo principal del sistema periódico.Catholyte refers to an electrolyte which is under direct influence of the cathode during electrolysis. Correspondingly, anolyte is also referred to below when an electrolyte is designated which is directly influenced by the anode during electrolysis. Alkali metal cations are designated positively charged ions which have at least one element from the first main group of the periodic system.
El espacio de ánodo del electrolizador presenta al menos una entrada para un anolito y comprende un anolito o está configurado al menos para alojar a través de esta entrada un anolito, en donde este anolito presenta aniones de cloro. The anode space of the electrolyser has at least one inlet for an anolyte and comprises an anolyte or is designed to receive at least one anolyte via this inlet, this anolyte having chlorine anions.
Normalmente, en el sistema de electrólisis no de acuerdo con la invención, el espacio de ánodo y el espacio de cátodo están separados uno de otro mediante una membrana. La membrana es, a este respecto, al menos una capa mecánicamente separadora, por ejemplo, un diafragma, que separa uno de otro al menos los productos de electrolisis que se producen en el espacio de ánodo y espacio de cátodo. Podría hablarse entonces también de membrana separadora o capa de separación. Dado que en el caso de los productos de electrolisis se trata, en particular, de sustancias gaseosas, se usa preferentemente una membrana con un alto punto de burbujeo de 10 mbar o superior. El denominado punto de burbujeo es, a este respecto, una magnitud determinante para la membrana usada que describe a partir de qué diferencia de presión AP entre los dos lados de la membrana se usaría un flujo de gas por la membrana. En el caso de la membrana puede tratarse también de una membrana conductora de o bien permeable a protones o cationes. Mientras que las moléculas, líquidos o gases se separan, se garantiza un flujo de protones o bien cationes desde el espacio de ánodo hacia el espacio de cátodo. Preferentemente, se usa una membrana que presenta politetrafluoroetileno sulfonado, por ejemplo, Nafion.Normally, in the electrolysis system not according to the invention, the anode space and the cathode space are separated from each other by a membrane. The membrane is here at least one mechanically separating layer, for example a diaphragm, which separates at least the electrolysis products occurring in the anode space and cathode space from one another. One could then also speak of a separating membrane or separating layer. Since the electrolysis products are, in particular, gaseous substances, a membrane with a high bubble point of 10 mbar or higher is preferably used. The so-called bubble point is, in this connection, a determining quantity for the membrane used, which describes as of which pressure difference AP between the two sides of the membrane a gas flow through the membrane would be used. The membrane can also be a membrane that is either conductive or permeable to protons or cations. While the molecules, liquids or gases are separated, a flow of protons or cations from the anode space to the cathode space is ensured. Preferably, a membrane having sulfonated polytetrafluoroethylene, eg Nafion, is used.
El sistema de electrolisis comprende además al menos un tanque de deposición para la cristalización de un hidrogenocarbonato alcalino y/o carbonato alcalino a partir del catolito. En particular, presenta este tanque de deposición una salida de producto. Dependiendo del producto, si un hidrogenocarbonato alcalino y/o carbonato alcalino debe extraerse del catolito, y dependiendo del metal alcalino, puede estar previsto para un proceso de cristalización a ser posible ventajoso también un segundo tanque de deposición. Éste está dispuesto entonces, normalmente en dirección de circulación de catolito tras el primer tanque de deposición.The electrolysis system further comprises at least one deposition tank for the crystallization of an alkaline hydrogen carbonate and/or alkaline carbonate from the catholyte. In particular, this deposition tank has a product outlet. Depending on the product, whether an alkali metal hydrogen carbonate and/or alkali metal carbonate is to be removed from the catholyte, and depending on the alkali metal, a second deposition tank can also be provided for a crystallization process if possible advantageously. This is then arranged, normally in the catholyte flow direction after the first deposition tank.
Dependiendo del material de cátodo usado se producen durante la reducción de dióxido de carbono distintos productos: por ejemplo, se producen monóxido de carbono, etileno, metano, etanol o monoetilenglicol. En todos estos casos se producen además iones hidróxido, que mediante dióxido de carbono en exceso se neutralizan para dar carbonato de hidrógeno. La fuente de los cationes alcalinos se encuentra en el espacio de ánodo. A través de la membrana, un flujo de cationes compensa la corriente eléctrica causada por la tensión aplicada. Por ejemplo, se dosifican los cationes alcalinos y los aniones cloruro en forma de una sal de cloruro en el anolito. Mientras que los aniones cloruro se oxidan en el ánodo para dar cloro y como gas cloro abandonan el circuito de anolito, los cationes alcalinos migran por la membrana hacia el circuito de cátodo, donde reaccionan en el espacio de cátodo con el carbonato o hidrogenocarbonato así producido para dar un carbonato alcalino o hidrogenocarbonato alcalino y, en particular, abandonan el circuito de catolito a través de la salida de producto separada del tanque de deposición.Depending on the cathode material used, different products are produced during the reduction of carbon dioxide: for example, carbon monoxide, ethylene, methane, ethanol or monoethylene glycol are produced. In all these cases, hydroxide ions are also produced, which are neutralized by excess carbon dioxide to form hydrogen carbonate. The source of the alkali cations is in the anode space. Across the membrane, a flux of cations offsets the electrical current caused by the applied voltage. For example, alkali metal cations and chloride anions are metered into the anolyte in the form of a chloride salt. While the chloride anions are oxidized at the anode to chlorine and leave the anolyte circuit as chlorine gas, the alkali cations migrate across the membrane to the cathode circuit, where they react in the cathode space with the carbonate or hydrogen carbonate thus produced. to give an alkali metal carbonate or alkali hydrogen carbonate and, in particular, leave the catholyte circuit through the separate product outlet of the deposition tank.
El sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención tiene la ventaja de generar, además de cloro, adicionalmente al menos un carbonato alcalino y/o hidrogenocarbonato alcalino como materia aprovechable química. Si se produce carbonato alcalino o hidrogenocarbonato alcalino depende, por ejemplo, del metal alcalino y del procedimiento de aprovechamiento. En solución acuosa, por ejemplo, es decisiva la solubilidad. El carbonato o hidrogenocarbonato menos soluble cristaliza. En el caso de sodio y potasio es el hidrogenocarbonato el que es menos soluble que el carbonato y entonces debe calcinarse en una etapa siguiente. La combustión de sodio en dióxido de carbono es un ejemplo, en el que se genera monóxido de carbono y directamente carbonato de sodio Na2CO3.The electrolysis system not according to the invention has the advantage of generating, in addition to chlorine, additionally at least one alkali metal carbonate and/or alkali metal hydrogen carbonate as chemically usable material. Whether alkali metal carbonate or alkali hydrogen carbonate is produced depends, for example, on the alkali metal and the utilization method. In aqueous solution, for example, the solubility is decisive. The less soluble carbonate or hydrogen carbonate crystallizes. In the case of sodium and potassium, it is the hydrogen carbonate that is less soluble than the carbonate and must therefore be calcined in a subsequent stage. The combustion of sodium to carbon dioxide is an example, in which carbon monoxide and directly sodium carbonate Na 2 CO 3 are generated.
Además, el sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención, descrito sirve para el aprovechamiento del dióxido de carbono y puede facilitarse también con ello normalmente aún al menos una tercera materia aprovechable, tal como por ejemplo monóxido de carbono, etileno, metano, etanol o monoetilenglicol. A través del aprovechamiento muy ventajoso de la corriente de composición mediante los cationes se crea con ello un sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención, que permite una producción continua de hidrogenocarbonato.In addition, the described electrolysis system, not according to the invention, is used for the utilization of carbon dioxide and can normally also provide at least one third utilizable material, such as, for example, carbon monoxide, ethylene, methane, ethanol. or monoethylene glycol. Through the very advantageous utilization of the composition stream by means of the cations, an electrolysis system not according to the invention is thereby created, which allows a continuous production of hydrogen carbonate.
Tal como se ha descrito ya, a la verdadera reacción de cátodo, en la que se reduce el dióxido de carbono, le sigue una reacción secundaria, concretamente la neutralización de los iones hidróxido (OH-). Éstos se neutralizan, en particular, mediante dióxido de carbono en exceso para dar hidrogenocarbonato (HCO3"). Esto tiene por un lado la acción de que el valor de pH en el espacio de cátodo se amortigüe debido a ello en un intervalo de valor de pH de 6 a 8. Además, esto tiene la acción de que la concentración de electrolito aumenta de manera continua. Sin embargo, si el catolito se conduce a un circuito de catolito, es decir, se bombea hacia el interior del espacio de cátodo y de éste se descarga también de nuevo, puede extraerse del catolito el hidrogenocarbonato producido en el espacio de cátodo. Para ello, está dispuesta en particular en el circuito de catolito, por ejemplo, sin embargo, también en el circuito de anolito, en cada caso, al menos una bomba que proporciona una circulación de electrolito.As already described, the true cathode reaction, in which carbon dioxide is reduced, is followed by a secondary reaction, namely the neutralization of hydroxide ions (OH-). These are neutralized, in particular, by excess carbon dioxide to give hydrogen carbonate (HCO3"). On the one hand, this has the effect that the pH value in the cathode space is thereby damped over a value range of pH 6 to 8. In addition, this has the action that the electrolyte concentration increases continuously.However, if the catholyte is led into a catholyte circuit, that is, it is pumped into the cathode space and from this is also discharged again, the hydrogen carbonate produced in the cathode space can be removed from the catholyte, for this it is arranged in particular in the catholyte circuit, for example, however, also in the anolyte circuit, in each case , at least one pump providing electrolyte circulation.
A continuación de la reacción de neutralización de los iones hidróxido (OH-) con dióxido de carbono en exceso para dar iones hidrogenocarbonato (HCO3") reaccionan éstos preferentemente con cationes alcalinos posteriormente para dar hidrogenocarbonatos alcalinos. Los cationes alcalinos, que se encuentran en el espacio de cátodo, proceden del espacio de ánodo, en el que se introdujeron en primer lugar, en particular, como cloruro alcalino, como producto de partida de oxidación o en forma de otra sal alcalina, por ejemplo, para el aumento de la conductividad. En el espacio de ánodo se sigue el catión alcalino preferentemente como cloruro alcalino. La membrana entre el espacio de ánodo y de cátodo se selecciona a este respecto, en particular, de modo que se garantiza el flujo de cationes desde el espacio de ánodo hacia el cátodo en el campo eléctrico del electrolizador. La dependencia de la temperatura y también del valor de pH de la solubilidad de hidrogenocarbonatos alcalinos conduce ahora a que se realicen distintos procesos para la recristalización o bien para la extracción del catolito: Following the neutralization reaction of the hydroxide ions (OH-) with carbon dioxide in excess to give hydrogen carbonate ions (HCO3"), these react preferentially with alkali metal cations subsequently to give alkali metal hydrogen carbonates. The alkali metal cations, which are found in the cathode space, come from the anode space, into which they were initially introduced, in particular as alkali metal chloride, oxidation starting product or in the form of another alkali metal salt, for example to increase the conductivity. In the anode space, the alkali metal cation is preferably followed as alkali metal chloride.The membrane between the anode and cathode space is selected in particular in such a way that the flow of cations from the anode space to the cathode space is ensured. cathode in the electric field of the electrolyser The dependence on temperature and also on the pH value of the solubility of alkali metal hydrogen carbonates leads to aho for different processes to be carried out for the recrystallization or for the extraction of the catholyte:
Por un lado, puede usarse la dependencia de la temperatura de la solubilidad de los hidrogenocarbonatos alcalinos deseados como producto de electrolisis. Para ellos, el tanque de deposición comprende preferentemente un dispositivo de enfriamiento, por medio del cual se enfría varios grados Kelvin el catolito a diferencia del intervalo de temperatura, que impera en el electrolizador. Preferentemente, la diferencia de temperatura ajustada desde el tanque de deposición hacia el electrolizados se encuentra en al menos 15 K, en particular, al menos 20 K. Dependiendo de la concentración de electrolito en el catolito y dependiendo de con que cationes alcalinos se ha formado el hidrogenocarbonato, puede ser especialmente adecuada también una diferencia de temperatura entre 30 K y 50 K. La diferencia de temperatura entre el electrolizador y el tanque de deposición puede encontrarse en un intervalo de temperatura entre 5 K y 70 K.On the one hand, the temperature dependence of the solubility of the desired alkali metal hydrogen carbonates can be used as electrolysis product. For them, the deposition tank preferably comprises a cooling device, by means of which the catholyte is cooled by several degrees Kelvin in contrast to the temperature range prevailing in the electrolyser. Preferably, the adjusted temperature difference from the deposition tank to the electrolysate is at least 15 K, in particular at least 20 K. Depending on the concentration of electrolyte in the catholyte and depending on which alkaline cations it has been formed with hydrogen carbonate, a temperature difference between 30 K and 50 K may also be particularly suitable. The temperature difference between the electrolyser and the deposition tank can be in a temperature range between 5 K and 70 K.
La reducción de la temperatura en el tanque de deposición tiene la ventaja adicional para todo el sistema de que un enfriamiento en el circuito de catolito se realiza antes de la reconducción del catolito al espacio de cátodo. Por consiguiente, se evita un desarrollo de calor causado por el sistema demasiado alto, precisamente en el electrolizador. Sin embargo, puede ahorrarse un dispositivo de enfriamiento previsto dado el caso de manera extra para este fin.The lowering of the temperature in the deposition tank has the additional advantage for the entire system that cooling in the catholyte circuit takes place before the catholyte is returned to the cathode space. A too high system-caused heat development, precisely in the electrolyser, is thus avoided. However, a cooling device optionally provided extra for this purpose can be dispensed with.
También en el método de deposición de la cristalización del hidrogenocarbonato alcalino por medio de enfriamiento del catolito se usan preferentemente tampones de valor de pH, que se facilitan, por ejemplo, en un depósito para tampón al tanque de deposición y/o al circuito de catolito y/o al espacio de cátodo, para amortiguar de manera correspondiente el volumen de catolito.Also in the deposition method of alkali hydrogen carbonate crystallization by cooling the catholyte, preferably pH-value buffers are used, which are supplied, for example, in a buffer container to the deposition tank and/or to the catholyte circuit. and/or to the cathode space, to correspondingly buffer the catholyte volume.
El valor de pH del catolito puede consultarse también como tal para el control del proceso de deposición del hidrogenocarbonato alcalino a partir del electrolito. Para ello, se mantiene, en particular, el valor de pH en el espacio de cátodo en primer lugar en un valor más alto, por ejemplo, en 8 o más alto. Esto puede desplazar el equilibrio a favor del carbonato alcalino a diferencia del hidrogenocarbonato alcalino. Para la cristalización en el tanque de deposición se reduce entonces el valor de pH, preferentemente hasta un valor de 6 o inferior, lo que conduce a la formación y cristalización del hidrogenocarbonato alcalino. La reducción del valor de pH se realiza normalmente mediante introducción por soplado de dióxido de carbono en el tanque de deposición.The pH value of the catholyte can also be consulted as such for the control of the deposition process of the alkaline hydrogen carbonate from the electrolyte. For this purpose, in particular, the pH value in the cathode space is initially kept at a higher value, for example at 8 or higher. This can shift the equilibrium in favor of the alkali carbonate as opposed to the alkali hydrogen carbonate. For crystallization in the deposition tank, the pH value is then lowered, preferably to a value of 6 or less, which leads to the formation and crystallization of alkali metal hydrogen carbonate. The reduction of the pH value is normally carried out by blowing carbon dioxide into the deposition tank.
Dependiendo de con qué catión alcalino reacciona el hidrogenocarbonato y dependiendo del valor de pH en el espacio de cátodo, puede formarse en primer lugar un hidrogenocarbonato alcalino o un carbonato alcalino. En particular, pueden combinarse también los dos modos de proceder descritos para la extracción del producto deseado del catolito. En algunos casos, por ejemplo, con la formación de hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3, puede obtenerse por ejemplo el carbonato de sodio Na2CO3 también posteriormente a partir del hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 cristalizado mediante calentamiento. Entonces se genera incluso preferentemente en primer lugar hidrogenocarbonato, se deposita y posteriormente se procesa adicionalmente la proporción de cantidad deseada de éste para dar carbonato.Depending on which alkali metal cation the hydrogen carbonate reacts with and depending on the pH value in the cathode space, an alkali metal hydrogen carbonate or an alkali metal carbonate may be formed first. In particular, the two procedures described for extracting the desired product from the catholyte can also be combined. In some cases, for example with the formation of sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 , for example sodium carbonate Na 2 CO 3 can also be obtained subsequently from crystallized sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 by heating. In this case hydrogen carbonate is even preferably generated first, deposited and subsequently further processed in the desired amount of hydrogen carbonate to give carbonate.
La dependencia del valor de pH de los iones hidrogenocarbonato o carbonato está mostrada, por ejemplo, en la figura 6 en un diagrama de Hagg para una solución de carbonato de sodio.The pH value dependence of hydrogen carbonate or carbonate ions is shown, for example, in FIG. 6 in a Hagg diagram for a sodium carbonate solution.
En el sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención está previsto preferentemente también en el circuito de anolito un depósito para tampón, que puede servir, en particular, también para la introducción o bien entrega posterior de cloruro alcalino en el electrolito, para mantener el contenido de sal en el anolito.In the electrolysis system not according to the invention, a buffer reservoir is preferably also provided in the anolyte circuit, which can in particular also serve for the introduction or subsequent delivery of alkali metal chloride to the electrolyte in order to maintain the salt content in the anolyte.
En una forma de realización preferente del sistema de electrolito no de acuerdo con la invención, el catolito presenta al menos un disolvente, en particular, agua. Normalmente, se trabaja con electrolitos acuosos y de manera correspondiente a esto sales conductoras solubles en agua. El contenido en sal conductora puede elevarse a través de la adición de otros carbonatos, hidrogenocarbonatos sin embargo, también sulfatos u otras sales conductoras, para elevar la conductividad del electrolito en el circuito de catolito así como también en el circuito de anolito, lo que conduce en todo el sistema a un aumento de la conversión de sustancia. Dependiendo de qué y en qué cantidades están contenidas las sales conductoras adicionales en el circuito de catolito, debe adaptarse el proceso de cristalización de manera correspondiente para extraer el producto deseado en la forma más pura posible. Las sales conductoras usadas se seleccionan, por tanto, normalmente de modo que su solubilidad se diferencia de manera significativa de la del hidrogenocarbonato alcalino o bien del carbonato alcalino.In a preferred embodiment of the electrolyte system not according to the invention, the catholyte has at least one solvent, in particular water. Normally, one works with aqueous electrolytes and correspondingly water-soluble conductive salts. The conductive salt content can be increased by adding other carbonates, hydrogen carbonates but also sulfates or other conductive salts, in order to increase the conductivity of the electrolyte in the catholyte circuit as well as in the anolyte circuit, which leads throughout the system to an increased conversion of substance. Depending on what and in what amounts the additional conductive salts are contained in the catholyte circuit, the crystallization process must be adapted accordingly in order to extract the desired product in the purest possible form. The conductive salts used are therefore normally selected so that their solubility differs significantly from that of alkali metal hydrogen carbonate or alkali metal carbonate.
Normalmente, el sistema de electrolito no de acuerdo con la invención presenta en el lado de anolito un dispositivo de separación de gases, que está equipado para realizar la separación de gas cloro del anolito. También en el circuito de catolito puede estar previsto un dispositivo de separación de gases, por ejemplo, cuando éste está orientado a la generación de gas monóxido de carbono mediante el uso de un cátodo que contiene plata. En el circuito de anolito así como en el circuito de catolito pueden estar previstos dispositivos adicionales para entrada y salida del sistema o depósitos para tampón adicionales.Normally, the electrolyte system not according to the invention has a gas separation device on the anolyte side, which is equipped to carry out the separation of chlorine gas from the anolyte. A gas separation device can also be provided in the catholyte circuit, for example when this is intended for the generation of carbon monoxide gas by using a silver-containing cathode. In the anolyte circuit as well as in the catholyte circuit, additional devices for inlet and outlet of the system or additional buffer reservoirs can be provided.
El tipo y la calidad de la membrana usada en el electrolizador contribuyen finalmente de manera esencial a cómo de puro es el producto cristalizado. Si se usa como membrana únicamente un separador, pueden difundir, por ejemplo, también aniones cloruro al espacio de cátodo, incluso en contra del campo eléctrico en el electrolizador, de modo que, además de hidrogenocarbonato, se producen, dado el caso, también cloruros. Por tanto, se usa en el sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención, descrito preferentemente una membrana conductora de cationes por la que pueden pasar casi exclusivamente cationes. Una membrana puramente conductora de aniones no es ventajosa de manera correspondiente a esto. The type and quality of the membrane used in the electrolyser ultimately contributes in an essential way to how pure the crystallized product is. If only a separator is used as membrane, for example, chloride anions can also diffuse into the cathode space, even against the electric field in the electrolyser, so that, in addition to hydrogen carbonate, chlorides may also be produced. . In the described electrolysis system not according to the invention, therefore, preferably a cation-conducting membrane is used, through which almost exclusively cations can pass. A purely anion-conducting membrane is correspondingly not advantageous.
El procedimiento de reducción de acuerdo con la invención, descrito para el aprovechamiento de dióxido de carbono por medio de un sistema de electrolisis, tal como se ha descrito anteriormente, se ha definido en la reivindicación 1 y comprende las siguientes etapas: un catolito que comprende agua e iones hidróxido y dióxido de carbono se introducen en un espacio de cátodo y allí se llevan a contacto con un cátodo. En el interior del espacio de cátodo, este catolito presenta cationes alcalinos que migran a través de la membrana conductora de cationes, que se apara el espacio de ánodo y de cátodo. El dióxido de carbono en exceso reacciona en el espacio de cátodo con los iones hidróxido para dar carbonato y/o hidrogenocarbonato, que reaccionan con los cationes alcalinos que han migrado por la membrana hacia el catolito para dar hidrogenocarbonato alcalino y/o carbonato alcalino. Al menos una parte del volumen de catolito se introduce en un tanque de deposición y allí cristaliza un hidrogenocarbonato alcalino y/o un carbonato alcalino. Además, se introduce un anolito, que presenta aniones cloruro, en un espacio de ánodo y allí se lleva a contacto con un ánodo, en el ánodo se oxidan los aniones cloruro para dar cloro y éste se separa del anolito como gas cloro a través de un dispositivo de separación de gases. Normalmente se realiza este procedimiento de reducción de modo que el anolito y el catolito se conduzcan, en cada caso, en un circuito separado uno de otro, es decir, están previstas dos bombas en el sistema de electrolito que provocan al menos en un punto en el circuito un transporte de catolito por el espacio de cátodo y un transporte del anolito por el espacio de ánodo. Los circuitos están separados uno de otro mediante la membrana en el electrolizador, que permite idealmente de manera exclusiva un transporte de cationes desde el espacio de ánodo hacia el espacio de cátodo. En particular, los cationes alcalinos necesarios en el espacio de cátodo se obtienen del espacio de ánodo. El anolito presenta para ello preferentemente un cloruro alcalino, éste puede usarse igualmente de manera correspondiente a esto como sal conductora, sin embargo, también como producto de partida de electrolisis. Como alternativa puede usarse el cloruro alcalino en el anolito como producto de partida de electrolisis y una sal conductora adicional, por ejemplo, un sulfato, un fosfato, etcétera, preferentemente un sulfato alcalino. Como alternativa, pueden usarse también sales de amonio o sus homólogos. Las sales de imidazolio u otros líquidos iónicos pueden influir positivamente en la selectividad del electrodo, especialmente del cátodo.The reduction process according to the invention, described for the use of carbon dioxide by means of an electrolysis system, as described above, has been defined in claim 1 and comprises the following steps: a catholyte comprising water and hydroxide and carbon dioxide ions are introduced into a cathode space and there brought into contact with a cathode. Inside the cathode space, this catholyte has alkali metal cations which migrate through the cation-conducting membrane, which separates the anode and cathode space. Excess carbon dioxide reacts in the cathode space with hydroxide ions to give carbonate and/or hydrogen carbonate, which react with alkali cations that have migrated through the membrane to the catholyte to give alkali hydrogen carbonate and/or alkali carbonate. At least part of the catholyte volume is introduced into a deposition tank and an alkali metal hydrogencarbonate and/or an alkali metal carbonate crystallizes there. In addition, an anolyte containing chloride anions is introduced into an anode space and brought into contact with an anode there, the chloride anions are oxidized to chlorine at the anode, and this is separated from the anolyte as chlorine gas via a gas separation device. Normally, this reduction process is carried out in such a way that the anolyte and the catholyte are in each case conducted in a separate circuit from one another, i.e. two pumps are provided in the electrolyte system which cause at least one point in the circuit a transport of catholyte through the cathode space and a transport of anolyte through the anode space. The circuits are separated from one another by the membrane in the electrolyser, which ideally exclusively permits a transport of cations from the anode space to the cathode space. In particular, the necessary alkali metal cations in the cathode space are obtained from the anode space. For this purpose, the anolyte preferably has an alkali metal chloride, which can also be used correspondingly as a conductive salt, however, also as an electrolysis starting product. Alternatively, the alkali metal chloride in the anolyte can be used as electrolysis starting product and an additional conductive salt, eg a sulfate, a phosphate, etc., preferably an alkali metal sulfate. Alternatively, ammonium salts or their homologues can also be used. Imidazolium salts or other ionic liquids can positively influence the selectivity of the electrode, especially the cathode.
Normalmente se genera en el procedimiento de reducción durante la reducción del dióxido de carbono en el cátodo monóxido de carbono, etileno, metano, etanol y/o monoetilenglicol. Para ello se usa un correspondiente cátodo como catalizador de estas reacciones. El cátodo es un cátodo que contiene plata y forma a partir del dióxido de carbono y el catolito predominantemente monóxido de carbono, iones hidróxido y solo poco hidrógeno como productos. Como alternativa, el cátodo es un cátodo que contiene cobre y forma a partir del dióxido de carbono y el catolito etileno, metano, etanol y/o monoetilenglicol e iones hidróxido como productos. La gran ventaja de este procedimiento de reducción es que, además del aprovechamiento de dióxido de carbono, pueden generarse adicionalmente materias químicas aprovechables. Carbon monoxide, ethylene, methane, ethanol and/or monoethylene glycol are normally generated in the reduction process during the reduction of carbon dioxide at the cathode. For this, a corresponding cathode is used as a catalyst for these reactions. The cathode is a silver-containing cathode and forms from carbon dioxide and catholyte predominantly carbon monoxide, hydroxide ions and only a little hydrogen as products. Alternatively, the cathode is a copper-containing cathode and forms from carbon dioxide and the catholyte ethylene, methane, ethanol and/or monoethylene glycol and hydroxide ions as products. The great advantage of this reduction process is that, in addition to the utilization of carbon dioxide, usable chemical materials can also be generated.
En una forma de realización del procedimiento de reducción, los iones hidróxido producidos durante la reducción de dióxido de carbono se convierten con dióxido de carbono presente en exceso en iones hidrogenocarbonato. La generación de hidrogenocarbonato directamente en el espacio de cátodo tiene la ventaja de que éste puede reaccionar posteriormente de manera directa con cationes alcalinos presentes en el espacio de cátodo para dar otra materia aprovechable interesante, tal como debería producirse, por el contrario, en procesos de preparación separados.In one embodiment of the reduction process, the hydroxide ions produced during the reduction of carbon dioxide are converted with excess carbon dioxide into hydrogen carbonate ions. The generation of hydrogen carbonate directly in the cathode space has the advantage that it can subsequently react directly with alkali metal cations present in the cathode space to give another interesting usable material, such as should be produced, on the contrary, in processes of separate preparation.
Para extraer esta materia aprovechable del sistema, se introduce en particular al menos una parte del volumen de catolito en un tanque de deposición y allí se enfría al menos 15 K, preferentemente al menos 20 K. En este caso se aprovecha por tanto la dependencia de la temperatura de la solubilidad de carbonato, para extraer la materia aprovechable del circuito de catolito. La diferencia de temperatura desde el tanque de deposición hasta el electrolizador puede ascender también a más de 30 K, en particular, también a más de 50 K, dependiendo del hidrogenocarbonato alcalino existente que va a extraerse y también dependiendo de qué otras sales están presentes en el circuito. La diferencia de temperatura entre el electrolizador y la unidad de deposición puede ascender a entre 5 K y 70 K.In order to remove this usable material from the system, in particular at least part of the catholyte volume is introduced into a deposition tank and cooled there to at least 15 K, preferably at least 20 K. In this case, the dependence on the temperature of carbonate solubility, to extract the usable material from the catholyte circuit. The temperature difference from the deposition tank to the electrolyser can also amount to more than 30 K, in particular also to more than 50 K, depending on the existing alkaline hydrogen carbonate to be extracted and also depending on what other salts are present in it. The circuit. The temperature difference between the electrolyser and the deposition unit can be between 5 K and 70 K.
En una variante alternativa para la extracción del producto de hidrogenocarbonato del volumen de catolito se aprovecha la dependencia de la solubilidad del valor de pH. Este procedimiento puede combinarse con el procedimiento dependiente de la temperatura.In an alternative variant for extracting the hydrogen carbonate product from the catholyte volume, the dependence of the solubility on the pH value is used. This procedure can be combined with the temperature dependent procedure.
En una forma de realización del procedimiento de reducción se introduce para ello al menos una parte del volumen de catolito en un tanque de deposición y allí disminuye su valor de pH, en particular, por medio de introducción por soplado de dióxido de carbono desde más de 8 hasta un valor de pH de 6 o inferior. Precisamente, el amortiguamiento del valor de pH hasta un valor por encima de 8 en el espacio de cátodo lleva la ventaja de impedir la precipitación del hidrogenocarbonato alcalino en el propio espacio de cátodo.In one embodiment of the reduction process, at least part of the catholyte volume is introduced into a deposition tank and its pH value is lowered there, in particular by blowing in carbon dioxide from more than 8 to a pH value of 6 or less. Precisely, the buffering of the pH value to a value above 8 in the cathode space has the advantage of preventing the precipitation of the alkali hydrogen carbonate in the cathode space itself.
El procedimiento de reducción puede realizarse de modo que el hidrogenocarbonato alcalino precipitado se convierta en carbonato alcalino mediante calentamiento. Esto puede realizarse directamente a continuación de la cristalización del hidrogenocarbonato en el tanque de deposición o puede realizarse por separado del sistema de electrolisis descrito. The reduction process can be carried out in such a way that the precipitated alkali hydrogen carbonate is converted into alkali carbonate by heating. This can be done directly following crystallization of the hydrogen carbonate in the deposition tank or it can be done separately from the described electrolysis system.
Como alternativa al método de temperatura de la cristalización o a la cristalización soportada por la temperatura o también en combinación con éste puede conducirse el proceso de modo que el valor de pH en el espacio de cátodo se mantenga en el límite superior de la reacción en 8 o más alto, de modo que el equilibrio se haya desplazado en primer lugar a favor del carbonato de sodio:As an alternative to, or in combination with, the temperature method of crystallization or temperature-supported crystallization, the process can be conducted in such a way that the pH value in the cathode space remains at the upper limit of the reaction at 8 o higher, so that the equilibrium has shifted first in favor of sodium carbonate:
2 NaHCOa ^ Na2CO3 + H2O CO2. 2 NaHCOa ^ Na2CO 3 + H2O CO2.
Para ello debe controlarse muy bien la alimentación de dióxido de carbono en el sistema, para llegar a este régimen básico y mantener éste. En el tanque de deposición disminuiría entonces el valor de pH para la deposición óptima del hidrogenocarbonato de sodio mediante introducción por soplado de dióxido de carbono y, por consiguiente, las reacciones de equilibrio se desplazarían de nuevo a favor del hidrogenocarbonato de sodio.For this, the supply of carbon dioxide in the system must be controlled very well, to reach this basic regime and maintain it. In the deposition tank, the pH value for optimal sodium hydrogen carbonate deposition would then be lowered by blowing in carbon dioxide, and thus the equilibrium reactions would again shift in favor of sodium hydrogen carbonate.
Sin embargo, el procedimiento no está limitado al hidrogenocarbonato de sodio. Por ejemplo, puede prepararse también hidrogenocarbonato de potasio en este procedimiento. De manera análoga al procedimiento de deposición descrito para hidrogenocarbonato de sodio puede cristalizarse también el hidrogenocarbonato de potasio de un electrolito de hidrogenocarbonato de potasio puro mediante disminución de la temperatura en el tanque de deposición. A 20 °C, la solubilidad de hidrogenocarbonato de potasio asciende a 337 g/l, a 60 °C a 600 g/l.However, the process is not limited to sodium hydrogencarbonate. For example, potassium hydrogen carbonate can also be prepared in this process. Analogous to the deposition process described for sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate can also be crystallized from a pure potassium hydrogen carbonate electrolyte by lowering the temperature in the deposition tank. At 20 °C the solubility of potassium hydrogen carbonate is 337 g/l, at 60 °C 600 g/l.
Algo distinto debe suceder cuando debe usarse una sal conductora adicional, por ejemplo, sulfato de potasio (K2SO4). Éste tiene una solubilidad más baja de 111,1 g/l a 20 °C y 250 g/l a 100 °C, lo que conduce a que en el electrolito mixto precipitaría siempre en primer lugar el sulfato de potasio. Para obtener el hidrogenocarbonato de potasio (KHCO3) de un electrolito que contiene tanto sulfato de potasio como también hidrogenocarbonato de potasio, debe procederse de la siguiente manera: en el tanque de deposición AB cristaliza preferentemente sulfato de potasio K2SO4, que a continuación, o sea en dirección de circulación hacia el tanque de deposición AB, puede alimentarse de nuevo al electrolito. El volumen de electrolito, del que ya se ha extraído el sulfato de potasio K2SO4, se concentra entonces, preferentemente en otro tanque de deposición, es decir, de la solución de hidrogenocarbonato de potasio se extrae el agua, por ejemplo, mediante enfriamiento, para obtener el material cristalino.Something different must happen when an additional conductive salt is to be used, eg potassium sulfate (K2SO4). This has a lower solubility of 111.1 g/l at 20 °C and 250 g/l at 100 °C, which means that potassium sulfate would always precipitate first in the mixed electrolyte. To obtain potassium hydrogen carbonate (KHCO3) from an electrolyte containing both potassium sulfate and potassium hydrogen carbonate, proceed as follows: In deposition tank AB preferably potassium sulfate K2SO4 crystallizes, which then, i.e. in the flow direction to the deposition tank AB, it can be fed back into the electrolyte. The electrolyte volume, from which the potassium sulfate K2SO4 has already been removed, is then concentrated, preferably in another deposition tank, i.e. the water is removed from the potassium hydrogen carbonate solution, for example by cooling, to obtain the crystalline material.
Principalmente puede emplearse este procedimiento también para otros cationes o bien mezclas de cationes. Mediante la migración de los cationes se concentra el catolito a este respecto hasta que se deposita la sal lo más difícilmente soluble 0 doble sal. A este respecto, es importante que el proceso de la concentración y deposición no se realice en el espacio de cátodo, o sea no se realice en la propia célula de electrolisis, sino que el catolito se transporte para ello hacia un tanque de deposición integrado en el sistema de electrolisis. A través de otra diferencia física o química adicional entre la célula de electrolisis y el tanque de deposición, o sea, por ejemplo, a través de un gradiente de temperatura, de valor de pH o de presión se consigue o se favorece la deposición en el tanque de deposición. Una diferencia de presión adecuada entre la célula de electrolisis y el tanque de deposición puede ascender hasta 100 bar. Preferentemente, se seleccionaría una diferencia de presión entre 2 bar y 20 bar. Una presión elevada en el tanque de deposición favorecería la formación de hidrogenocarbonato.In principle, this process can also be used for other cations or cation mixtures. The migration of the cations in this case concentrates the catholyte until the most sparingly soluble salt or double salt is deposited. In this regard, it is important that the concentration and deposition process is not carried out in the cathode space, that is, it is not carried out in the electrolysis cell itself, but rather that the catholyte is transported to a deposition tank integrated in the cell. the electrolysis system. Through another additional physical or chemical difference between the electrolysis cell and the deposition tank, that is, for example, through a gradient of temperature, pH value or pressure, the deposition in the tank is achieved or favored. deposition tank. A suitable pressure difference between the electrolysis cell and the deposition tank can be up to 100 bar. Preferably, a pressure difference between 2 bar and 20 bar would be selected. A high pressure in the deposition tank would favor the formation of hydrogen carbonate.
En el lado de ánodo son concebibles básicamente también reacciones de ánodo alternativas, sin embargo, es el acoplamiento con la producción de cloro la más significativa económicamente, dado que el mercado de cloro se encuentra en aprox. 75 millones de toneladas por año. La producción actual de hidrogenocarbonato de sodio (NaHCO3) se encuentra en aprox. 50 millones de toneladas al año, que se preparan hasta ahora a través del proceso Solvay energéticamente desfavorable.Alternative anode reactions are basically also conceivable on the anode side, however, it is the coupling with chlorine production that is the most economically significant, since the chlorine market is approx. 75 million tons per year. The current production of sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) is approx. 50 million tons per year, which are prepared so far through the energetically unfavorable Solvay process.
Con el sistema de electrolisis descrito y el procedimiento de reducción es posible generar de manera electroquímicamente continua y simultánea tres materias aprovechables: en el cátodo se obtiene a partir de la reducción de dióxido de carbono una materia aprovechable tal como monóxido de carbono, etileno, metano, etanol o monoetilenglicol, como producto secundario de esta reducción que se produce en el espacio de cátodo hidrogenocarbonato de sodio y/o carbonato de sodio como producto de acoplamiento y en el lado de ánodo se produce cloro.With the electrolysis system described and the reduction process, it is possible to generate three usable materials in a continuous and simultaneous electrochemical manner: at the cathode, a usable material such as carbon monoxide, ethylene, methane is obtained from the reduction of carbon dioxide. , ethanol or monoethylene glycol, as a by-product of this reduction which occurs in the cathode space sodium hydrogen carbonate and/or sodium carbonate as a coupling product and chlorine is produced on the anode side.
Ejemplos y formas de realización de la presente invención se describen aún a modo de ejemplo con relación a las figuras 1 a 6 del dibujo adjunto:Examples and embodiments of the present invention are further described by way of example with reference to Figures 1 to 6 of the accompanying drawing:
la figura 1 muestra en representación esquemática un sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención con depósito de dióxido de carbono y tanque de deposición,FIG. 1 shows in schematic representation an electrolysis system not according to the invention with carbon dioxide reservoir and deposition tank,
la figura 2 muestra en representación esquemática un sistema de electrolisis no de acuerdo con la invención con electrodo de difusión de gas,Figure 2 shows in schematic representation an electrolysis system not according to the invention with gas diffusion electrode,
la figura 3 muestra en representación esquemática una estructura de PEM de una célula de electrolisis,Figure 3 shows a schematic representation of a PEM structure of an electrolysis cell,
la figura 4 muestra en representación esquemática una semicélula de PEM acoplada con un electrodo de difusión de gas, Figure 4 shows a schematic representation of a PEM half-cell coupled with a gas diffusion electrode,
la figura 5 muestra en representación esquemática una semicélula de PEM acoplada con un cátodo de circulación trasera yFigure 5 shows a schematic representation of a coupled PEM half-cell with a back-flow cathode and
la figura 6 muestra un diagrama de Hagg.Figure 6 shows a Hagg diagram.
En las figuras 1 y 2 se han mostrado en representación esquemática ejemplos de sistemas de electrolisis no de acuerdo con la invención para la reducción de dióxido de carbono, que pueden leerse igualmente como diagrama de flujo para el proceso de reducción descrito. En el lado izquierdo está mostrado, en cada caso, el circuito de anolito AK, en el lado derecho el circuito de catolito KK. Están unidos estos dos circuitos AK, KK a través del electrolizador E1, E2, cuyo espacio de ánodo AR y espacio de cátodo KR están unidos entre sí a través de una membrana M o bien están separados uno de otro a través de ésta. Como membrana M se usa preferentemente una membrana M conductora de cationes. En el espacio de ánodo AR está dispuesto un ánodo A, en el espacio de cátodo KR un cátodo K, que están conectados eléctricamente a través de una fuente de tensión U. Ambos circuitos AK, KK presentan preferentemente, en cada caso, una bomba P1, P2, que bombean los electrolitos por el electrolizador. Adicionalmente, pueden estar presentes dispositivos N1, N2, N3 en los dos circuitos AK, KK en distinto sitio de la dirección de flujo, que pueden ser entradas o desagües adicionales o como depósitos para tampón. En el circuito de anolito AK está previsto al menos un dispositivo de separación de gases G2 con una salida de producto PA2, a través de la cual puede extraerse el producto gas cloro Cl2. En el circuito de catolito KK está previsto también al menos un dispositivo de separación de gases G1 con salida de producto PA1, a través de la cual puede extraerse, por ejemplo, el producto de electrolisis monóxido de carbono CO, por ejemplo, también hidrógeno H2. Sin embargo, también otros productos de electrolisis, tal como etileno, metano, etanol, monoetilenglicol pueden extraerse del sistema a través de éstas o, por ejemplo, a través de otra salida de producto. El electrolizador E1, E2 presenta, por ejemplo, un electrodo de difusión de gas GDE para la entrada de dióxido de carbono.Examples of electrolysis systems not according to the invention for the reduction of carbon dioxide are shown in schematic representation in FIGS. 1 and 2, which can also be read as a flow chart for the described reduction process. On the left side, in each case, the anolyte circuit AK is shown, on the right side the catholyte circuit KK. These two circuits AK, KK are connected via the electrolyser E1, E2, whose anode space AR and cathode space KR are connected to one another via a membrane M or are separated from one another via the latter. Preferably, a cation-conducting membrane M is used as the membrane M. In the space Arranged in the anode AR is an anode A, and in the cathode space KR a cathode K, which are electrically connected via a voltage source U. Both circuits AK, KK preferably each have a pump P1, P2, that pump the electrolytes through the electrolyser. Additionally, devices N1, N2, N3 may be present in the two circuits AK, KK at different places in the flow direction, which may be additional inlets or outlets or as reservoirs for buffer. Provided in the anolyte circuit AK is at least one gas separation device G2 with a product outlet PA2, via which the product chlorine gas Cl2 can be withdrawn. In the catholyte circuit KK, at least one gas separation device G1 with product outlet PA1 is also provided, via which, for example, the electrolysis product carbon monoxide CO, for example also hydrogen H2, can be removed. . However, also other electrolysis products, such as ethylene, methane, ethanol, monoethylene glycol can be removed from the system via these or, for example, via another product outlet. The electrolyser E1, E2 has, for example, a gas diffusion electrode GDE for the input of carbon dioxide.
En el caso del electrolizador E1 mostrado en la figura 1 se selecciona una estructura de dos cámaras y el dióxido de carbono CO2 se introduce a través de un depósito CO2-R y en dirección de circulación delante del espacio de cátodo KR en los electrolitos. El circuito de catolito KK presenta en los dos casos mostrados un tanque de deposición AB, que puede estar conectado directamente al circuito o por el que se conduce solo una parte del volumen de catolito. Para ello puede estar prevista, tal como se muestra en las figuras 1 y 2, una derivación del circuito KK. El tanque de deposición AB o varios tanques de deposición conectados uno detrás de otro, pueden estar conectados, por ejemplo, con un dispositivo de refrigeración o con un depósito para tampón PR, de modo que se favorezca la cristalización del hidrogenocarbonato mediante ajuste de una diferencia de temperatura, diferencia de presión o diferencia de valor de pH con respecto al electrolizador E1, E2. Además presenta el tanque de deposición AB una salida de producto PA3. Varios tanques de deposición conectados uno detrás de otro presentarían, en cada caso, una salida de producto.In the case of the electrolyser E1 shown in Fig. 1, a two-chamber structure is selected and the carbon dioxide CO2 is introduced through a reservoir CO2-R and in the flow direction in front of the cathode space KR into the electrolytes. In the two cases shown, the catholyte circuit KK has a deposition tank AB, which can be directly connected to the circuit or through which only part of the catholyte volume is conducted. For this purpose, as shown in FIGS. 1 and 2, a branch of the circuit KK can be provided. The deposition tank AB or several deposition tanks connected one behind the other can be connected, for example, to a cooling device or to a buffer tank PR, so that the crystallization of the hydrogen carbonate is promoted by setting a difference temperature difference, pressure difference or pH value difference with respect to the electrolyser E1, E2. In addition, the AB deposition tank has a PA3 product outlet. Several deposition tanks connected one after the other would present, in each case, a product outlet.
En la figura 1 y 2 se han mostrado, por tanto, sistemas de electrolisis, tal como pueden usarse para una realización del procedimiento de reducción de acuerdo con la invención. En esta estructura se presta atención a que estén presentes el circuito de anolito AK y circuito de catolito KK separados. Los electrolitos usados se bombean entonces continuamente por la célula de electrolisis E1, E2, es decir, por el espacio de ánodo AR y por el espacio de cátodo KR. Para ello, están previstas en la estructura en cada uno de los dos circuitos AK, KK, en cada caso, una bomba P1, P2. La estructura puede presentar materiales de plástico, metal revestido con plástico o vidrio. Como recipientes de reserva pueden usarse matraces de vidrio, la propia célula es, por ejemplo, de PTFE, los tubos flexibles de neopreno.In Fig. 1 and 2 electrolysis systems have therefore been shown, such as can be used for an embodiment of the reduction process according to the invention. In this structure, care is taken that separate anolyte circuit AK and catholyte circuit KK are present. The used electrolytes are then continuously pumped through the electrolysis cell E1, E2, ie through the anode space AR and through the cathode space KR. For this, a pump P1, P2 is provided in the structure in each of the two circuits AK, KK. The frame may feature plastic, plastic-coated metal, or glass materials. Glass flasks can be used as storage vessels, the cell itself is eg PTFE, the hoses are neoprene.
El electrolizador E1, E2, tal como está construido en los sistemas de electrolisis mostrados, puede presentar también otra estructura, tal como está mostrada ésta por ejemplo en las figuras 3 a 5. Una célula de electrolisis alternativa es aquella según la estructura de membrana de electrolito de polímero (estructura de PEM). En este caso, al menos un electrodo está en contacto directamente con la membrana de electrolito de polímero PEM. De manera correspondiente puede estar configurada la célula de electrolisis como semicélula de PEM, tal como se muestra en las figuras 4 y 5, en las que el lado de ánodo está configurado como semicélula de PEM, o sea el ánodo A está dispuesto en contacto directo con la membrana PEM y el espacio de ánodo AR está dispuesto en el lado del ánodo A opuesto a la membrana.The electrolyser E1, E2, as it is constructed in the electrolysis systems shown, can also have another structure, as it is shown for example in figures 3 to 5. An alternative electrolysis cell is one according to the membrane structure of polymer electrolyte (PEM structure). In this case, at least one electrode is in direct contact with the PEM polymer electrolyte membrane. Correspondingly, the electrolysis cell can be configured as a PEM half-cell, as shown in FIGS. 4 and 5, in which the anode side is configured as a PEM half-cell, i.e. the anode A is arranged in direct contact with the PEM membrane and the anode space AR is disposed on the side of the anode A opposite the membrane.
En los casos tal como se muestra en la figura 4 y 5, el cátodo K está realizado de manera porosa y al menos parcialmente de manera permeable a gases y/o de manera permeable a electrolito. En la figura 4 está combinada la semicélula de PEM de ánodo con un electrodo de difusión de gases GDE para la introducción del dióxido de carbono CO2 en el espacio de cátodo KR. Además está mostrado en la figura 5 un cátodo K de circulación trasera, cuyo espacio de cátodo KR está conectado a través del cátodo K con un depósito de gases. El depósito de gases presenta, a este respecto, por su parte al menos una entrada de gas GE y, dado el caso, salida de gas GA. Una forma de realización de este tipo se usa hasta ahora, por ejemplo, como electrodo de consumo de oxígeno, por ejemplo, en la preparación de solución de hidróxido de sodio. Entonces circularía oxígeno por detrás del cátodo K. El cátodo de consumo de oxígeno puede usarse, por ejemplo, para evitar la formación de hidrógeno H2 en el espacio de cátodo KR a favor de una reacción para dar agua H2O. A este respecto, la energía de formación de agua reduce la tensión del sistema U necesaria y provoca, por consiguiente, un consumo de energía más bajo del sistema de electrolisis. Dado que el cátodo K de un electrodo de consumo de oxígeno está constituido preferentemente por plata, puede catalizar éste también la reducción de dióxido de carbono. Si no se facilita oxígeno, no puede desarrollarse la reacción de consumo de oxígeno. En su lugar, tiene lugar la reducción de dióxido de carbono para dar monóxido de carbono CO con una cierta formación de hidrógeno.In the cases as shown in FIGS. 4 and 5, the cathode K is made porous and at least partially gas-permeable and/or electrolyte-permeable. In FIG. 4, the anode PEM half-cell is combined with a gas diffusion electrode GDE for the introduction of carbon dioxide CO 2 into the cathode space KR. Furthermore, a backflow cathode K is shown in FIG. 5, the cathode space KR of which is connected via the cathode K with a gas reservoir. In this case, the gas reservoir has for its part at least one gas inlet GE and, if appropriate, a gas outlet GA. Such an embodiment has hitherto been used, for example, as an oxygen consumption electrode, for example in the preparation of sodium hydroxide solution. Oxygen would then flow behind the cathode K. The oxygen consuming cathode can be used, for example, to prevent the formation of hydrogen H2 in the cathode space KR in favor of a reaction to give water H2O. In this respect, the energy of water formation reduces the necessary system voltage U and consequently causes a lower energy consumption of the electrolysis system. Since the cathode K of an oxygen consuming electrode preferably consists of silver, it can also catalyze the reduction of carbon dioxide. If oxygen is not supplied, the oxygen consumption reaction cannot proceed. Instead, the reduction of carbon dioxide to carbon monoxide CO takes place with some formation of hydrogen.
Si se selecciona, por ejemplo, como metal alcalino sodio, con el uso de un cátodo K que contiene cobre se desarrollan las siguientes reacciones en el espacio de cátodo KR:If, for example, sodium is selected as the alkali metal, the following reactions take place in the cathode space KR with the use of a copper-containing cathode K:
etileno: 12 NaCl 14 CO2 8 H2O ^ C2H4 12 NaHCOa 6 Cl2ethylene: 12 NaCl 14 CO2 8 H2O ^ C2H4 12 NaHCOa 6 Cl2
metano: 8 NaCl 9 CO2 4 H2O ^ CH4 8 NaHCOa 4 Cl2methane: 8 NaCl 9 CO2 4 H2O ^ CH4 8 NaHCOa 4 Cl2
etanol: 12 NaCl 14 CO2 9 H2O ^ C2H5OH 12 NaHCOa 6 Cl2ethanol: 12 NaCl 14 CO2 9 H2O ^ C2H5OH 12 NaHCOa 6 Cl2
monoetilenglicol:monoethylene glycol:
10 NaCl 12 CO2 8 H2O ^ HOC2H4OH 10 NaHCOa 5 Cl2.10 NaCl 12 CO2 8 H2O ^ HOC2H4OH 10 NaHCOa 5 Cl2.
Con un cátodo K que contiene plata se desarrollaría la siguiente reacción en el cátodo K: With a silver-containing K cathode the following reaction would proceed at the K cathode:
monóxido de carbono:carbon monoxide:
2 NaCl 3 CO2 H2O ^ CO 2 NaHCOa Cl2.2 NaCl 3 CO2 H2O ^ CO 2 NaHCOa Cl 2 .
Estas ecuaciones describen el proceso total en la célula de electrolisis. El gas cloro CI2 se produce, tal como se describe, mediante oxidación de los aniones cloruro Cl- en el ánodo A, que producen otros productos de electrolisis en el cátodo K o bien mediante reacciones secundarias en el espacio de cátodo KR.These equations describe the total process in the electrolysis cell. Chlorine gas CI2 is produced, as described, by oxidation of chloride anions Cl- at anode A, which produce further electrolysis products at cathode K, or by secondary reactions in the cathode space KR.
El ejemplo sodio es especialmente adecuado, dado que puede separarse muy bien el hidrogenocarbonato de sodio del electrolito. Además, en el caso del hidrogenocarbonato de sodio y carbonato de sodio, se trata de materias químicas aprovechables con frecuencia necesarias, importantes. La producción mundial anual de carbonato de sodio se encuentra en, aproximadamente, 50 millones de toneladas, tal como puede extraerse, por ejemplo, del informe de mercado de Roskill "Soda Ash: Market Outlook to 2018", disponible de Roskill Information Services Ltd, e-mail: info@roskill.co.uk, www.roskill.co.uk/soda-ash.The sodium example is particularly suitable, since sodium hydrogen carbonate can be separated very well from the electrolyte. Furthermore, in the case of sodium bicarbonate and sodium carbonate, these are often necessary, important, usable chemical materials. The annual world production of soda ash is approximately 50 million tons, as can be extracted, for example, from the Roskill market report "Soda Ash: Market Outlook to 2018", available from Roskill Information Services Ltd, email: info@roskill.co.uk, www.roskill.co.uk/soda-ash.
La solubilidad de hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 en agua H2O es comparativamente baja y muestra también una dependencia de la temperatura fuerte, véase la tabla 2.The solubility of sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 in water H2O is comparatively low and also shows a strong temperature dependence, see table 2.
Tabla 2Table 2
En la tabla 2 se han mencionado otras sales, hidrogenocarbonato de potasio KHCO3, sulfato de potasio K2SO4, fosfato de potasio K3PO4, yoduro de potasio KI, bromuro de potasio KBr, cloruro de potasio KCl, hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3, sulfato de sodio Na2SO4, que pueden usarse preferentemente. Sin embargo, también pueden usarse otros sulfatos, fosfatos, yoduros o bromuros para el aumento de la conductividad en el electrolito. Mediante alimentación continua del dióxido de carbono no deben alimentarse carbonatos o bien hidrogenocarbonatos, sino que se forman en el funcionamiento en el espacio de cátodo KR.Other salts have been mentioned in table 2, potassium hydrogen carbonate KHCO3, potassium sulfate K2SO4, potassium phosphate K3PO4, potassium iodide KI, potassium bromide KBr, potassium chloride KCl, sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 , sodium sulfate Na 2 SO 4 , which can be used preferentially. However, other sulfates, phosphates, iodides or bromides can also be used to increase the conductivity in the electrolyte. By continuous feeding of carbon dioxide, carbonates or hydrogen carbonates do not have to be fed in, but are formed in operation in the cathode space KR.
La solubilidad de hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 en agua asciende a 69 g/l a 0 °C, a 96 g/l a 20 °C, a 165 g/l a 60 °C y a 236 g/l a 100 °C. El carbonato de sodio NaCO3 se disuelve, por el contrario, comparativamente bien, cuya solubilidad se encuentra en 217 g/l a 20 °C. En el caso de electrolisis continua tiende, por tanto, el hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 a una cristalización en la célula de electrolisis E1, E2. Puede contrarrestarse esto a través de una temperatura elevada, tal como se produce, en todo caso, mediante el funcionamiento del sistema y también mediante un correspondiente amortiguamiento del valor de pH. El hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 debe cristalizar sólo en el tanque de deposición AB a partir del electrolito. Mediante la circulación por bombeo del electrolito en un circuito KK se conduce el hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 formado en el espacio de cátodo KR fuera de éste y el circuito de catolito KK puede recorrer a través de un tanque de deposición AB o se realiza una derivación de un volumen parcial del catolito hacia un tanque de deposición AB, en el que, por ejemplo, mediante el enfriamiento del electrolito cristaliza el hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 y, por consiguiente, puede obtenerse. Dado que las células de electrolisis E1, E2 se calientan fuertemente de todos modos en el funcionamiento mediante pérdidas de proceso, puede producirse la cristalización eficaz con diferencias de temperatura de hasta 70 K entre el espacio de cátodo KR y el tanque de deposición AB. Preferentemente, se trabaja en un intervalo entre 30 K y 50 K de diferencia de temperatura. En particular, con una diferencia de temperatura de al menos 15 K o incluso al menos 20 K.The solubility of sodium bicarbonate NaHCO 3 in water is 69 g/l at 0 °C, 96 g/l at 20 °C, 165 g/l at 60 °C and 236 g/l at 100 °C. On the contrary, sodium carbonate NaCO 3 dissolves comparatively well, whose solubility is 217 g/l at 20 °C. In the case of continuous electrolysis, therefore, the sodium bicarbonate NaHCO 3 tends to crystallize in the electrolysis cell E1, E2. This can be counteracted by an increased temperature, as it is produced in any case by the operation of the system and also by a corresponding damping of the pH value. Sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 must crystallize only in deposition tank AB from the electrolyte. By pumping the electrolyte through a KK circuit, the sodium bicarbonate NaHCO 3 formed in the cathode space KR is led out of the cathode space KR and the catholyte circuit KK can run through a deposition tank AB or a bypass from a partial volume of the catholyte to a deposition tank AB, in which, for example, by cooling the electrolyte sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 crystallizes and can thus be obtained. Since the electrolysis cells E1, E2 heat up strongly during operation due to process losses, effective crystallization can take place with temperature differences of up to 70 K between the cathode space KR and the deposition tank AB. Preferably, work is carried out in a temperature difference range between 30 K and 50 K. In particular, with a temperature difference of at least 15 K or even at least 20 K.
Si el catolito contiene aún otros aditivos para el aumento de la conductividad y con ello el aumento de la eficacia de energía, por tanto, minimiza una sal conductora adicional las pérdidas óhmicas en el electrolito, esto debe considerarse en la cristalización del hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 , para obtener un producto lo más puro posible. Preferentemente, se usa un hidrogenosulfato HSO4- o sulfato SO42- como aditivo conductor. Este puede ser, por ejemplo, sulfato de sodio Na2SO4 o hidrogenosulfato de sodio NaHSO4. La solubilidad de hidrogenosulfato de sodio NaHSO4 asciende a 1080 g/l a 20 °C y la del sulfato de sodio Na2SO4 asciende a 170 g/l a 20 °C, véase la tabla 2. Con esta gran diferencia de solubilidad con respecto a hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 se garantiza que en el tanque de deposición cristaliza, preferentemente, hidrogenocarbonato de sodio NHCO3. Esta variante del procedimiento de reducción tiene la ventaja inmensa de que ésta puede sustituir básicamente el proceso Solvay usado de manera estandarizada hasta ahora para la preparación de hidrogenocarbonato de sodio. El procedimiento Solvay para la preparación de hidrogenocarbonato de sodio tiene concretamente una gran desventaja, concretamente que consume grandes cantidades de agua. Además, se generan por kilogramo de soda, o sea carbonato de sodio Na2CO3, aproximadamente también un kilogramo de cloruro de calcio CaCh que no puede aprovecharse que, en la mayoría de los casos, se descarga en el agua residual y con ello en ríos y mares. Con una producción anual de 50 millones de toneladas de carbonato de sodio Na2CO3 asciende esto, por tanto, también a aproximadamente 50 millones de toneladas de cloruro de calcio CaCl2.If the catholyte contains further additives for the increase in conductivity and thus the increase in energy efficiency, thus an additional conductive salt minimizes the ohmic losses in the electrolyte, this must be considered in the crystallization of sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 , to obtain a product that is as pure as possible. Preferably, a hydrogen sulfate HSO4- or sulfate SO42- is used as conductive additive. This can be, for example, sodium sulfate Na 2 SO 4 or sodium hydrogen sulfate NaHSO 4 . The solubility of sodium hydrogen sulfate NaHSO 4 is 1080 g/l at 20 °C and that of sodium sulfate Na 2 SO 4 is 170 g/l at 20 °C, see Table 2. With this large difference in solubility compared to Sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 is guaranteed to crystallize in the deposition tank, preferentially, sodium hydrogen carbonate NHCO 3 . This variant of the reduction process has the immense advantage that it can essentially replace the Solvay process used in a standardized manner hitherto for the preparation of sodium bicarbonate. The Solvay procedure for preparation of sodium hydrogencarbonate namely has a great disadvantage, namely that it consumes large amounts of water. In addition, approximately one kilogram of calcium chloride CaCh is generated per kilogram of soda, that is, sodium carbonate Na 2 CO 3 , which cannot be used, which, in most cases, is discharged into the wastewater and thus in rivers and seas. With an annual production of 50 million tons of sodium carbonate Na 2 CO 3 this amounts to approximately 50 million tons of calcium chloride CaCl2.
Las fuentes naturales disponibles, además del proceso Solvay, para soda Na2CO3 no son suficientes por mucho. El hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 existe como mineral natural nahcolita en los Estados Unidos de América. Aparece en la mayoría de los casos finamente dividido en esquisto bituminoso y puede obtenerse entonces como producto secundario de la extracción de petróleo. Una explotación minera de horizonte de nahcolita especialmente rico se explota en estado de Colorado. La extracción anual se encontraba sin embargo en el año 2007 en únicamente 93.440 toneladas. Además, aparece, por ejemplo, en lagos de carbonato de calcio en Egipto, en Turquía en el lago Van, en África oriental, por ejemplo, en lago Natron y otros lagos de la fosa tectónica de África oriental, en México, en California (USA) y como trona (Na(HCO3) ■ Na2CO3 ■ 2H2O) en Wyoming (EE.UU.), Méjico, África oriental y en el sur del Sahara.Available natural sources, other than the Solvay process, for soda Na 2 CO 3 are far from sufficient. Sodium hydrogen carbonate NaHCO 3 exists as a natural mineral nahcolite in the United States of America. It appears in most cases finely divided in oil shale and can then be obtained as a by-product of oil extraction. A particularly rich nahcolite horizon mine is exploited in the state of Colorado. The annual extraction was, however, in 2007 only 93,440 tons. In addition, it appears, for example, in calcium carbonate lakes in Egypt, in Turkey in Lake Van, in East Africa, for example, in Lake Natron and other East African rift lakes, in Mexico, in California ( USA) and as trona (Na(HCO 3 ) ■ Na 2 CO 3 ■ 2H 2 O) in Wyoming (USA), Mexico, East Africa and south of the Sahara.
En la figura 6 se ha mostrado para la ilustración de la dependencia de los parámetros de concentración y valor de pH un ejemplo de un diagrama de Hagg de una solución 0,05 molar de dióxido de carbono CO2. En un intervalo de valor de pH promedio se encuentran dióxido de carbono CO2 y sus sales uno junto a otro. Mientras que en el dióxido de carbono CO2 fuertemente básico se encuentra preferentemente como carbonato CO32-, en el intervalo de valor de pH promedio, preferentemente como hidrogenocarbonato HCO3-, se produce con valores de pH inferiores en el medio ácido la expulsión de los iones hidrogenocarbonato de la solución en forma de dióxido de carbono CO2. An example of a Hagg diagram of a 0.05 molar carbon dioxide CO 2 solution is shown in FIG. 6 to illustrate the dependence of the concentration and pH value parameters. In an average pH value range, carbon dioxide CO2 and its salts are found next to each other. While strongly basic CO2 is present in strongly basic carbon dioxide as carbonate CO32-, in the average pH range, preferably as hydrogen carbonate HCO3-, at lower pH values in the acidic medium, hydrogen carbonate ions are expelled from solution as carbon dioxide CO2.
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| DE102017213473A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrolysis apparatus and method for operating an electrolyzer |
| DE102017213471A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and method for the electrochemical use of carbon dioxide |
| DE102018212409A1 (en) | 2017-11-16 | 2019-05-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Hydrocarbon-selective electrode |
| DE102018202184A1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Separatorless double GDE cell for electrochemical conversion |
| DE102018207589A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | Robert Bosch Gmbh | Process for recovering gold, silver and platinum metals from components of a fuel cell stack or an electrolyzer |
| EP3626861A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-25 | Covestro Deutschland AG | Electrolytic cell, electrolyzer and method for the reduction of co2 |
| US11193212B2 (en) | 2018-09-25 | 2021-12-07 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Synthetic method and synthetic system |
| JP7468975B2 (en) * | 2018-11-28 | 2024-04-16 | トゥエルブ ベネフィット コーポレーション | Electrolyzer and method of use |
| WO2020132064A1 (en) | 2018-12-18 | 2020-06-25 | Opus 12 Inc. | Electrolyzer and method of use |
| CN110344071B (en) * | 2019-08-14 | 2020-11-17 | 碳能科技(北京)有限公司 | Electroreduction of CO2Apparatus and method |
| EP3805429A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Covestro Deutschland AG | Method and electrolysis device for producing chlorine, carbon monoxide and hydrogen if applicable |
| CN110923736A (en) * | 2019-10-23 | 2020-03-27 | 安徽中研理工仪器设备有限公司 | Photoelectrocatalysis chemical reaction electrolytic cell device |
| BR112022010144A2 (en) | 2019-11-25 | 2022-09-06 | Twelve Benefit Corp | MEMBRANE ELECTRODE SET FOR COX REDUCTION |
| CN110983357A (en) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 昆明理工大学 | Three-chamber diaphragm electrolysis method for preparing carbon monoxide by electrolyzing carbon dioxide and simultaneously producing chlorine and bicarbonate as byproducts |
| WO2021117164A1 (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 日本電信電話株式会社 | Gas-phase carbon dioxide reduction apparatus, and gas-phase carbon dioxide reduction method |
| US20240209534A1 (en) * | 2020-07-17 | 2024-06-27 | Szegedi Tudomanyegyetem | Process and system to enhance and sustain electrolyser performance of carbon-dioxide electrolysers |
| CN116648765A (en) | 2020-10-20 | 2023-08-25 | 十二益公司 | Ionic polymers and copolymers |
| JP2024507368A (en) | 2021-02-23 | 2024-02-19 | トゥエルブ ベネフィット コーポレーション | Carbon Oxide Electrolyzer Recovery Procedure |
| JP7329011B2 (en) * | 2021-03-19 | 2023-08-17 | 出光興産株式会社 | Solid electrolyte type electrolysis device and its maintenance method |
| WO2022226589A1 (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | University Of Wollongong | Electrochemical capture of carbon dioxide and production of carbonate mineral |
| CN113684490A (en) * | 2021-08-25 | 2021-11-23 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | System and method for producing hydrogen by electrolyzing salt-containing wastewater and coupling carbon fixation |
| EP4463578A1 (en) * | 2022-01-10 | 2024-11-20 | TotalEnergies OneTech | Electrochemical carbon oxides reduction to ethylene |
| TWI819466B (en) * | 2022-01-18 | 2023-10-21 | 南亞塑膠工業股份有限公司 | System and method for carbon dioxide electrolysis |
| US12305304B2 (en) | 2022-10-13 | 2025-05-20 | Twelve Benefit Corporation | Interface for carbon oxide electrolyzer bipolar membrane |
| WO2024129657A1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Electrochemical method that facilitates the recovery of carbon dioxide from alkaline water by the acidification of such water sources along with the continuous hydrogen gas production |
| US12378685B2 (en) | 2022-12-22 | 2025-08-05 | Twelve Benefit Corporation | Surface modification of metal catalysts with hydrophobic ligands or ionomers |
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Family Cites Families (7)
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| CN103233240B (en) * | 2006-10-13 | 2015-10-28 | 曼得拉能源替代有限公司 | The lasting co-current electrochemical reduction of carbonic acid gas |
| US8562811B2 (en) * | 2011-03-09 | 2013-10-22 | Liquid Light, Inc. | Process for making formic acid |
| US10329676B2 (en) * | 2012-07-26 | 2019-06-25 | Avantium Knowledge Centre B.V. | Method and system for electrochemical reduction of carbon dioxide employing a gas diffusion electrode |
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