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1. WO2020198350 - SYSTEMS AND METHODS FOR MEMBRANE-FREE ELECTROLYSIS

Publication Number WO/2020/198350
Publication Date 01.10.2020
International Application No. PCT/US2020/024699
International Filing Date 25.03.2020
IPC
C02F 1/46 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
1Treatment of water, waste water, or sewage
46by electrochemical methods
C02F 1/461 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
1Treatment of water, waste water, or sewage
46by electrochemical methods
461by electrolysis
C25B 11/03 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
11Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
02characterised by shape or form
03perforated or foraminous
Applicants
  • THE TRUSTEES OF COLUMBIA UNIVERSITY IN THE CITY OF NEW YORK [US]/[US]
Inventors
  • ESPOSITO, Daniel
  • KAWASHIMA, Shiho
  • PANG, Xueqi
Agents
  • GANGEMI, Anthony P.
Priority Data
62/823,51625.03.2019US
62/993,88824.03.2020US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) SYSTEMS AND METHODS FOR MEMBRANE-FREE ELECTROLYSIS
(FR) SYSTÈMES ET PROCÉDÉS POUR ÉLECTROLYSE SANS MEMBRANE
Abstract
(EN)
A system for treatment of brines includes one or more membrane-less electrolyzers. An influent flow chamber flows an influent stream to a porous anode and cathode. electrochemical reactions at the anode and cathode result in acidic and alkaline effluent streams respectively, including liquid and gaseous streams. The alkaline effluent can be combined with a brine feed stream, resulting in precipitation of alkali earth metals cations by reaction with hydroxyls to form alkali earth metal hydroxides (M(OH)2, M=Mg2+, Ca2+). These M(OH)2 are of interest as a carbon-free feedstock material for cement manufacturing. Additionally, carbon dioxide, such as from flue gas, can be combined with the alkaline effluent to form alkali earth metal carbonates or be concentrated and released upon neutralization of carbon dioxide saturated alkaline effluent with the acidic effluent. Chlorine gas evolved at the anode can also be utilized with hydrogen gas evolved at the cathode as feed streams for a fuel cell for the generation of electricity.
(FR)
L'invention concerne un système de traitement de saumures comprenant un ou plusieurs électrolyseurs sans membrane. Une chambre d'écoulement entrant fait circuler un flux entrant vers une anode et une cathode poreuses. Des réactions électrochimiques à l'anode et à la cathode produisent respectivement des flux d'effluents acides et alcalins, y compris des flux liquides et gazeux. L'effluent alcalin peut être combiné avec un flux d'alimentation de saumure, ce qui entraîne la précipitation de cations de métaux alcalino-terreux par réaction avec des hydroxyles pour former des hydroxydes de métal alcalino-terreux (M(OH)2, M = Mg2+, Ca2+). Ces M(OH)2 présentent un intérêt comme matière première sans carbone pour la fabrication de ciment. En outre, du dioxyde de carbone, tel que du gaz de combustion, peut être combiné à l'effluent alcalin pour former des carbonates de métal alcalino-terreux ou être concentré et libéré lors de la neutralisation d'un effluent alcalin saturé en dioxyde de carbone avec l'effluent acide. Le chlore gazeux émis à l'anode peut également être utilisé avec l'hydrogène gazeux émis à la cathode en tant que flux d'alimentation pour une pile à combustible destinée à la génération d'électricité.
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