[发明专利]气体捕获的装置和方法

摘要

公开了用于从气体流捕获目标气体的捕获设备，该捕获设备可以在不需要消耗目标气体结合盐的情况下连续使用。为此，设备被布置为通过以下方法来生成单独的酸性和碱性流：电解水；将目标气体结合到碱性流体流中的氢氧离子或酸性流中的水合氢离子，并且重组所生成的流，以释放被结合的目标气体并重新生成被电解的水的一部分，用于进一步电解。这种捕获设备例如可以在气体净化系统(例如，用于控制诸如车舱、家庭住宅或办公空间的有限空间中的目标气体水平的空气净化系统)、目标气体生成系统或目标气体丰富系统(例如，用于产生用于园艺目的的目标气体丰富的空气)中使用。还公开了用于从气体流捕获目标气体且可选地使用所捕获的目标气体的方法。

主权项

1.一种用于从基底捕获目标气体的装置(100)，所述装置包括：/n-生成设备(110)，用于将水电解，以生成水合氢离子和氢氧离子，所述生成设备(110)包括：/n-容器，用于容纳包括水的至少一种电解质；/n流体地耦合到所述容器并且包括第一电极的第一隔室(111)，所述第一电极适于通过将所述至少一种电解质的所述水电解来生成捕获流体，所述捕获流体为酸性的且包括水合氢离子，或者所述捕获流体为碱性的且包括氢氧离子，所述第一隔室包括捕获流体出口(116)；/n流体地耦合到所述容器并且包括第二电极的第二隔室(112)，所述第二电极适于通过将所述至少一种电解质的所述水电解来生成重组流体，如果所述捕获流体为碱性的，则所述重组流体为酸性的且包括水合氢离子，或者如果所述捕获流体为酸性的，则所述重组流体为碱性的且包括氢氧离子，所述第二隔室包括重组流体出口(117)；以及/n所述第一隔室与所述第二隔室之间的离子连通结构，所述离子连通结构适于至少抑制水合氢离子和氢氧离子的重组，所述生成设备还包括至少一个再生流体入口(118、119)，所述至少一个再生流体入口(118、119)流体地耦合到所述第一隔室和所述第二隔室；/n-交换设备(120)，包括：/n-流体地耦合到所述捕获流体出口的捕获流体入口(121)；/n-基底入口(123)；以及/n-交换流体出口(122)，/n其中，所述交换设备适于将借助所述捕获流体入口接收的所述捕获流体的至少一部分暴露于借助所述基底入口接收的所述基底(124)的至少一部分，从而生成交换流体，所述交换流体由所述捕获流体组成，所述目标气体的至少一部分在所述捕获流体中被捕获；/n-再生设备(130)，包括：/n流体地耦合到所述交换流体出口的交换流体入口(131)；/n流体地耦合到所述重组流体出口的重组流体入口(132)；以及/n流体地耦合到所述至少一个再生流体入口的再生流体出口(134)；/n其中，所述再生设备被布置为将借助所述交换流体入口接收的所述交换流体的至少一部分与所述重组流体的至少一部分接触(1040)，以从所述交换流体的所述至少一部分释放所捕获的目标气体，并且生成包括来自所述至少一种电解质的再生水的再生流体；以及/n-控制器(140)，所述控制器电耦合到所述第一电极和所述第二电极，其中，所述控制器适于生成可变的控制信号，所述可变的控制信号具有足以分别在所述第一电极和所述第二电极处生成所述水电解的最小值，以控制所述水电解的速率；/n其中所述装置包括至少一个传感器(150)，用于感测以下感测参数中的一个或多个感测参数：/n-以下项中任一个项的酸度：一种或多种所述电解质、所述捕获流体、所述重组流体、所述交换流体以及所述再生流体；/n-以下项中任一个项的流动速率：所述一种或多种所述电解质、所述捕获流体、所述重组流体、所述交换流体、所述再生流体、所述基底；/n-所述基底中在与所述捕获流体接触之前的所述目标气体的存在或浓度，和/或所述基底已与所述捕获流体接触的部分中所述目标气体的存在或浓度，/n其中，所述控制器(140)适于响应于来自所述至少一个传感器的传感器读数而生成所述控制信号。/n