二氧化碳捕集之電化學法

更新時間：2010-08-06 12:05 來源：作者: 閱讀：4319

Winnick最早提出使用熔融碳酸鹽燃料電池膜從飛行艙的空氣中分離CO2 ,并且首先對用熔融碳酸鹽膜從電廠煙氣中分離CO2 進行了研究。最近,日本大阪研究社、英國石油公司和意大利Ansaldo公司也對用熔融碳酸鹽電化學系統分離捕集煙氣中CO2 進行了試驗研究。Granite研究了使用堿性碳酸鹽或堿土碳酸鹽固態電解質分離煙氣中CO2 的可能性。Granite和Pennline提出在正常量級下摻雜堿土碳酸鹽可以增加離子的電導率。熔融碳酸鹽燃料電池是在閉合電路(應用一個外部電動勢)下通過膜傳輸CO2 ,其反應原理如下:

陰極:O2 + 2CO2 + 4e = 2CO2 -3
陽極: H2 + 2CO2 -3 = 2CO2 + 2H2O + 4e

熔融碳酸鹽電化學電池分離CO2 有幾個優點:熔融碳酸鹽在燃料電池方面的應用有廣泛的技術基礎;隨著溫度的升高, 約100%的熔融碳酸鹽對CO2 -3 進行了傳輸;在600 ℃顯示了高約1 s/ cm的電導率, CO2 -3 的擴散率相當于10- 5 cm2 / s;從電廠煙氣中分離CO2 的附加電力費用較低。

但是,熔融碳酸鹽電化學電池用于電廠煙氣分離CO2 也存在諸多缺點:熔融碳酸鹽在高溫下具有極強的腐蝕性,其制作和操作都很困難; 煙氣中的SO2 也會毒化電池;在高溫煙氣環境下,還存在電解質隔離和電極退化問題。此外,熔融碳酸鹽電化學法還需要在具有更高傳導性的碳酸鹽離子固態電解質研制方面取得突破并進一步優化工藝,可望成為一種有競爭力的CO2 分離捕集技術。

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