C - Chemistry – Metallurgy – 25 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
25
B
C25B 1/00 (2006.01) B01D 53/32 (2006.01) B01D 53/62 (2006.01) C25B 1/22 (2006.01)
Patent
CA 2625656
In various embodiments, the invention provides electro-chemical processes for reduction of carbon dioxide, for example converting carbon dioxide to formate salts or formic acid. In selected embodiments, operation of a continuous reactor with a three dimensional cathode and a two-phase (gas/liquid) catholyte flow provides advantageous conditions for electro-reduction of carbon dioxide. In these embodiments, the continuous two-phase flow of catholyte solvent and carbon dioxide containing gas, in selected gas/liquid phase volume flow ratios, provides dynamic conditions that favour the electro- reduction of COs at relatively high effective superficial current densities and gas space velocities, with relatively low reactor (cell) voltages (<10 Volts). In some embodiments, relatively high internal gas hold-up in the cathode chamber (evident in an internal gas to liquid phase volume ratio > 0.1) may provide greater than equilibrium CO2 concentrations in the liquid phase, also facilitating relatively high effective superficial current densities. In some embodiments, these characteristics may for example be achieved at catholyte pH > 7 and relatively low CO2 partial pressures (< 10 bar). In some embodiments, these characteristics may for example be achieved under near adiabatic conditions, with catholyte outlet temperature up to about 80~C.
L'invention concerne, dans diverses formes de réalisation, des procédés électrochimiques de réduction du dioxyde de carbone, par exemple par transformation du dioxyde de carbone en sels de formate ou en acide formique. Dans des formes de réalisation choisies, un réacteur continu utilisant une cathode tridimensionnelle et un flux de catholyte biphasé (gaz/liquide) permet d'obtenir des conditions avantageuses pour l'électroréduction du dioxyde de carbone. Dans ces formes de réalisation, le flux biphasé continu de solvant catholyte et de gaz contenant du dioxyde de carbone présente, dans des rapports choisis de flux en volume des phases gazeuse/liquide, des conditions dynamiques favorisant l'électroréduction d'oxydes de carbone à des densités effectives de courant superficiel et à des vitesses spatiales de gaz relativement élevées, pour des tensions (de bain) relativement faibles (<10 volts) de réacteur. Dans certaines formes de réalisation, une retenue relativement élevée de gaz interne dans la chambre de cathode (notable lorsque le rapport en volume des phases de gaz interne/liquide > 0,1) permet d'obtenir des concentrations de CO2 dans la phase liquide supérieures à la concentration d'équilibre, et facilite aussi l'obtention de densités effectives de courant superficiel relativement élevées. Dans certaines formes de réalisation, ces caractéristiques sont obtenues par exemple à un pH de catholyte > 7 et à des pression partielles de CO2 relativement faibles (< 10 bar). Dans certaines formes de réalisation, lesdites caractéristiques sont obtenues par exemple dans des conditions quasi adiabatiques, avec une température de sortie de catholyte pouvant atteindre environ 80 °C.
Li Hui
Oloman Colin
Kyle C. Larry
Mantra Energy Alternatives Ltd.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1376166