本技術(shù)涉及海洋碳捕獲和碳轉(zhuǎn)化，具體涉及一種漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

1、海洋是碳含量的寶庫。目前，海洋吸收了人類每年所有碳排放量的30-40％，海水中二氧化碳總量是空氣中的14倍，濃度是空氣中的100多倍，世界上最大的大氣二氧化碳“匯”是海洋。如若把海水中的碳捕獲處理，它就會(huì)從空氣中吸收更多的碳來重新平衡濃度，且液相富集與解吸的成本遠(yuǎn)低于氣相。

2、由于海水中的碳多以碳酸、碳酸氫鹽和碳酸鹽的形式存在，二氧化碳直接以氣體形式從海水中溢出困難，碳捕獲和碳資源化難度較大。目前的碳轉(zhuǎn)化技術(shù)多將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳、甲烷、甲酸等產(chǎn)品，甲醇的碳轉(zhuǎn)化較為困難。

3、現(xiàn)有技術(shù)中海水中溶解二氧化碳提取的方案如下：例如cn201911287574.0一種提高從海水中提取的co-2純度的海水酸化裝置及方法采用高能耗酸化與脫氣裝置組；cn200810071896.7海水中溶解二氧化碳及碳酸鹽中二氧化碳的提取方法，本發(fā)明直接轉(zhuǎn)化超聲出的二氧化碳采用復(fù)雜的工藝流程；

4、cn201420744897.4全天候光電催化二氧化碳還原反應(yīng)裝置、cn202410233026.4一種多效除水的二氧化碳電催化還原裝置和cn202222611609.5一種新型結(jié)構(gòu)的二氧化碳還原實(shí)驗(yàn)裝置采用傳統(tǒng)電極技術(shù)；

5、cn201420581434.0一種相界面電化學(xué)催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置、cn202023117422.7一種二氧化碳?xì)庀嚯娊膺€原裝置和cn202122553459.2一種用于催化二氧化碳還原的反應(yīng)裝置均采用氣體擴(kuò)散電極。

6、綜上所述現(xiàn)有海水中溶解二氧化碳提取的技術(shù)采用的設(shè)備較為復(fù)雜，存在能耗高、操作復(fù)雜，難以規(guī)?；葐栴}，因此本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)提取海水中溶解的二氧化碳存在的問題，進(jìn)而提供一種漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。

2、本實(shí)用新型為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：一種漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括設(shè)置在外殼內(nèi)部的超聲振動(dòng)板、固定陽極板和漂浮陰極；所述外殼的左右兩側(cè)壁上分別安裝有超聲振動(dòng)板，所述固定陽極板連接在外殼的底部，所述漂浮陰極設(shè)置在固定陽極板的上部，所述外殼的頂部活動(dòng)連接有頂蓋。

3、優(yōu)選地，所述固定陽極板為鉑電極板。

4、優(yōu)選地，所述漂浮陰極包括催化層、擴(kuò)散層和疏水結(jié)構(gòu)；所述催化層、擴(kuò)散層和疏水結(jié)構(gòu)自上而下依次設(shè)置在漂浮陰極的主板上，所述主板連接在外殼的內(nèi)側(cè)壁上。

5、優(yōu)選地，所述催化層為以銅基為主的單原子催化劑。

6、優(yōu)選地，所述擴(kuò)散層為多孔碳材料。

7、優(yōu)選地，所述疏水結(jié)構(gòu)為疏水材料的針狀結(jié)構(gòu)。

8、優(yōu)選地，所述頂蓋的一端通過旋轉(zhuǎn)軸與外殼轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端設(shè)置有固定卡槽。

9、優(yōu)選地，所述頂蓋的外部設(shè)置有太陽能光伏板。

10、優(yōu)選地，所述外殼的后部設(shè)置有出水管。

11、優(yōu)選地，所述外殼的前部還設(shè)置有前置板，所述前置板上設(shè)置有進(jìn)水管。

12、本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果：

13、本實(shí)用新型反應(yīng)器兩側(cè)設(shè)置有超聲振動(dòng)板，振動(dòng)使二氧化碳以氣泡形式溢出。陰極下連有針狀疏水材料，提供更多形核位點(diǎn)，促使氣泡形成并通過擴(kuò)散層在陰極參與反應(yīng)。陰極中氣體擴(kuò)散層選用多孔碳材料，構(gòu)建適合二氧化碳通過的多孔碳材料，以便及時(shí)捕集氣泡形式的二氧化碳。本實(shí)用新型可以有效地促使海水中以碳酸鹽、碳酸氫鹽等形式存在的碳以二氧化碳形式溢出并被捕獲。

14、本實(shí)用新型該新型漂浮式反應(yīng)器，可以將捕獲的二氧化碳在陰極直接電解合成有效產(chǎn)物。在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有集高效吸附二氧化碳的擴(kuò)散層和特定催化層為一體的漂浮式陰極，隨海水進(jìn)出而浮動(dòng)的同時(shí)電解二氧化碳制得高值產(chǎn)品。陰極電催化還原二氧化碳采用以銅基為主的單原子催化劑，可將二氧化碳高選擇性轉(zhuǎn)化為綠色甲醇。漂浮式陰極隨海水進(jìn)出而浮動(dòng)的同時(shí)電解二氧化碳，在三相界面持續(xù)高效地電解二氧化碳，提高產(chǎn)率。

15、本實(shí)用新型該新型漂浮式反應(yīng)器，電化學(xué)單元呈現(xiàn)模塊化，可串聯(lián)系統(tǒng)化使用，擴(kuò)展性極強(qiáng)，規(guī)?；贾煤罂稍丛床粩嗪铣筛咧诞a(chǎn)品。多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)后海水管道出口可以連通到一起，便于將所有反應(yīng)后的海水集中處理，利用光熱轉(zhuǎn)化等方式提取純凈甲醇。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)器(14)包括設(shè)置在外殼(9)內(nèi)部的超聲振動(dòng)板(2)、固定陽極板(5)和漂浮陰極(6)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述固定陽極板(5)為鉑電極板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述漂浮陰極(6)包括催化層(12)、擴(kuò)散層(13)和疏水結(jié)構(gòu)(7)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述催化層(12)為以銅基為主的單原子催化劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述擴(kuò)散層(13)為多孔碳材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述疏水結(jié)構(gòu)(7)為疏水材料的針狀結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述頂蓋(3)的一端通過旋轉(zhuǎn)軸(8)與外殼(9)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端設(shè)置有固定卡槽(4)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述頂蓋(3)的外部設(shè)置有太陽能光伏板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述外殼(9)的后部設(shè)置有出水管(1)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漂浮式海洋碳捕獲-轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其特征在于：所述外殼(9)的前部還設(shè)置有前置板(10)，所述前置板(10)上設(shè)置有進(jìn)水管(11)。

技術(shù)總結(jié)
漂浮式海洋碳捕獲?轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，本技術(shù)涉及海洋碳捕獲和碳轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域。本技術(shù)為了解決現(xiàn)有海水中溶解的二氧化碳溢出困難，碳捕獲和碳資源化難度較大的問題。本技術(shù)包括設(shè)置在外殼內(nèi)部的超聲振動(dòng)板、固定陽極板和漂浮陰極；所述外殼的左右兩側(cè)壁上分別安裝有超聲振動(dòng)板，所述固定陽極板連接在外殼的底部，所述漂浮陰極設(shè)置在固定陽極板的上部，所述外殼的頂部活動(dòng)連接有頂蓋。本技術(shù)用于海洋碳捕獲和碳轉(zhuǎn)化。

技術(shù)研發(fā)人員：劉芮彤,馮媛媛,王麗婷,許子康,齊清越,王懷遠(yuǎn),周偉,高繼慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240509
技術(shù)公布日：2024/12/30