[发明专利]二氧化碳的电解槽和电解装置

说明书

本发明提供一种二氧化碳的电解槽和电解装置。实施方式的二氧化碳的电解槽(1)具备：阳极部(10)，其具备将水或氢氧根离子氧化而生成氧的阳极(11)、和将阳极溶液供给到阳极的阳极溶液流路(12)；阴极部(20)，其具备将二氧化碳还原而生成碳化合物的阴极(22)、将阴极溶液供给到阴极的阴极溶液流路(21)、和将二氧化碳供给到阴极(22)的气体流路(23)；以及隔膜(30)，其将阳极部(10)和阴极部(20)分离。阳极(11)具有与隔膜(30)接触的第1面(11a)、和以阳极溶液与阳极(11)接触的方式面对阳极溶液流路(12)的第2面(11b)。

技术领域

本发明的实施方式涉及二氧化碳的电解槽和电解装置。

本申请以日本专利申请2017-017566(申请日：2/2/2017)为基础，从上述申请享有优先权。本申请通过参照上述申请而包含该申请的全部内容。

背景技术

近年来，担心石油、煤炭这样的化石燃料的枯竭，对能够持续利用的可再生能源的期待越发提高。作为可再生能源，可列举出太阳能电池、风力发电等。由于这些发电量依赖于天气、自然状况，所以存在难以进行电力的稳定供给这样的问题。因此，正在尝试将由可再生能源所产生的电力储藏于蓄电池、使电力稳定化。不过，在储藏电力的情况下，存在蓄电池需要成本或在蓄电时产生损失这样的问题。

针对这样的点，如下技术备受关注：使用由可再生能源所产生的电力来进行水电解，由水制造氢(H₂)，或者对二氧化碳(CO₂)进行电化学还原来转换成一氧化碳(CO)、甲酸(HCOOH)、甲醇(CH₃OH)、甲烷(CH₄)、醋酸(CH₃COOH)、乙醇(C₂H₅OH)、乙烷(C₂H₆)、乙烯(C₂H₄)等碳化合物那样的化学物质(化学能)的技术。将这些化学物质储藏于储气瓶、罐的情况与将电力(电能)储藏于蓄电池的情况相比，具有如下优点：能够降低能量的储藏成本，而且储藏损失也较少。

作为二氧化碳的电解装置，研究了例如使阴极溶液和CO₂气体与阴极接触、并且使阳极溶液与阳极接触的构造。作为电解装置的具体的结构，已知有如下构造：例如利用阴极溶液流路和阳极溶液流路夹入例如作为隔膜的离子交换膜，在各溶液流路的与接触隔膜的面相反的一侧的面配置有阴极和阳极的构造。在使用具有这样的构造的电解装置并使恒电流向阴极和阳极流动，来实施从CO₂生成CO的反应的情况下，有可能产生槽电压的变动较大的这样的不良情况。此时，存在阳极的电压变动比阴极的电压变动大的倾向。

发明内容

本发明要解决的课题在于：提供一种可抑制二氧化碳的电解反应中的槽电压的变动的二氧化碳的电解槽和电解装置。

实施方式的二氧化碳的电解槽具备：阳极部，其具备将水或氢氧根离子氧化而生成氧的阳极、和将阳极溶液供给到所述阳极的阳极溶液流路；阴极部，其具备将二氧化碳还原而生成碳化合物的阴极、将阴极溶液供给到所述阴极的阴极溶液流路、和将二氧化碳供给到所述阴极的气体流路；以及隔膜，其将所述阳极部和阴极部分离。在实施方式的电解槽中，所述阳极具有与所述隔膜接触的第1面、和以所述阳极溶液与所述阳极接触的方式面对所述阳极溶液流路的第2面。

附图说明

图1是表示第1实施方式的电解槽的剖视图。

图2是表示实施方式的电解槽中的阴极的一个例子的图。

图3是表示实施方式的电解槽中的阴极的另一个例子的图。

图4是表示实施方式的电解槽中的阴极处的反应的图。

图5是表示第1实施方式的电解槽中的阳极溶液流路、CO₂气体流路、阴极溶液流路、阳极、以及阴极的图。