[发明专利]基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法包括以下步骤：

提供钠-二氧化碳电池，所述钠-二氧化碳电池包括正极、固体电解质、负极，所述固体电解质位于所述正极和所述负极之间，所述正极为可拆卸结构；

将所述钠-二氧化碳电池放置在废气通道或废气出口处进行工作，当具有二氧化碳的废气经过所述正极时，所述钠-二氧化碳电池进行工作，所述正极上产生包括碳酸钠和碳的产物，当所述产物堆积到预设体积或重量时，将具有所述产物的所述正极拆卸下来，将所述正极上的所述产物中的碳酸钠和碳进行分离回收得到回收处理后的所述正极；当所述负极耗尽或消耗至一定程度时，提供新的负极；

将所述新的负极、回收处理后的所述正极和所述固体电解质重新组装为新的钠-二氧化碳电池，再将所述新的钠-二氧化碳电池安装于所述废气通道、所述废气出口处、另一个废气通道或另一个废气出口处进行二氧化碳的固定。

2.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述正极包括正极电解液和催化层，所述正极电解液为包括CH₃COONa、NaOH、NaCl、NaClO₄、NaFSI、Na₂SO₄至少一种的钠盐溶液，所述催化层包括碳纸及负载于所述碳纸上的催化剂。

3.根据权利要求2所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述催化剂为纳米金、铂碳、钌碳中的一种，其中，所述铂碳中铂的质量分数为10～50％，所述钌碳中钌的质量分数为5～40％。

4.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述固体电解质为Na₃Zr₂Si₂PO₁₂的NASICON结构快离子导体和β-Al₂O₃快离子导体中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述负极包括金属负极和负极电解液，所述金属负极为金属钠；所述负极电解液为有机电解液，所述有机电解液包括酯类电解液或醚类电解液，所述酯类电解液成分包括(0.1～1)mol/L NaClO₄/[(EC+DMC)(1:1)+lvol％FEC]，所述醚类电解液成分包括(0.1～1)mol/LNaClO₄/[(TEGDME+DME)(1:1)]；所述有机电解液中水份比例不大于6ppm。

6.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，将所述新的负极、回收处理后的所述正极和所述固体电解质重新组装为新的钠-二氧化碳电池的步骤中，所述负极的组装在含水小于0.1ppm和含氧小于0.1ppm的氩气手套箱中操作。

7.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述负极为联苯钠溶液，所述联苯钠溶液为联苯和金属钠溶解在乙二醇二甲醚溶液中形成。

8.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述废气包括汽车尾气或工业尾气，所述工业尾气包括电解铝尾气、高炉尾气、转炉尾气或火力发电厂尾气。

9.根据权利要求1所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述将所述正极上的所述产物中的碳酸钠和碳进行分离回收的步骤包括：使用预设液体对将具有所述产物的所述正极进行清洗以去除所述正极上的所述碳酸钠和碳。

10.根据权利要求9所述的基于钠-二氧化碳电池固定废气中二氧化碳的方法，其特征在于，所述预设液体为水；所述水为去离子水或蒸馏水。