Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Nutzung von Kohlenstoffdioxid

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrochemischen Verwertung von Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid wird in eine Elektrolysezelle ein ^¬ geleitet und an einer Kathode reduziert.

Die Nachfrage nach Strom schwankt im tagezeitlichen Verlauf stark. Auch die Stromerzeugung schwankt mit zunehmendem Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien während des Tagesverlaufs. Um ein Überangebot an Strom in Zeiten mit viel Sonne und starkem Wind bei niedriger Nachfrage nach Strom ausglei ^¬ chen zu können, benötigt man regelbare Kraftwerke oder Spei ^¬ cher, um diese Energie zu speichern.

Eine der derzeitig angedachten Lösungen ist das Umwandeln von elektrischer Energie in Wertprodukte, die insbesondere als

Plattformchemikalien, insbesondere Ethen, Methan oder Ethan, oder Synthesegas, welches Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umfasst, dienen können. Eine mögliche Technik zur Umwandlung der elektrischen Energie in Wertprodukte stellt die Elektro- lyse dar.

Die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff stellt eine im Stand der Technik bekannte Methode dar. Aber auch die Elektrolyse von Kohlenstoffdioxid zu Kohlenstoffmo- noxid wird seit einigen Jahren erforscht und es gibt Bemühun ^¬ gen, ein elektrochemisches System zu entwickeln, das eine Kohlenstoffdioxidmenge entsprechend des wirtschaftlichen In ^¬ teresses reduzieren kann. Aktuell werden ca. 80 % des welt ^¬ weiten Energiebedarfs durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen gedeckt, deren Verbrennungsprozesse eine welt ^¬ weite Emission von etwa 34000 Millionen Tonnen Kohlenstoffdi ^¬ oxid in die Atmosphäre pro Jahr verursacht. Kohlenstoffdioxid gehört zu den sogenannten Treibhausgasen, deren negative Aus- Wirkungen auf die Atmosphäre und das Klima diskutiert werden. Eine Verwertung dieses Kohlenstoffdioxids ist daher wün ^¬ schenswert . Eine vorteilhafte Bauform einer Elektrolyseeinheit ist ein

Niedertemperatur-Elektrolyseur bei dem als Produktgas Kohlenstoffdioxid mit Hilfe einer Gasdiffusionselektrode in einen Kathodenraum zu dosiert wird. An einer Kathode der elektro ^¬ chemischen Zelle wird das Kohlenstoffdioxid zu Kohlenstoffmo- noxid reduziert und an einer Anode wird Wasser zu Sauerstoff oxidiert. Aufgrund von Diffusionslimitierungen an der Kathode kann es beim Einsatz eines wässrigen Elektrolyten neben der Bildung von Kohlenstoffmonoxid auch zur Bildung von Wasserstoff kommen, da das Wasser des wässrigen Elektrolyten eben- falls elektrolysiert wird. Im derzeitigen Stand der Technik werden maximal 70% des eingesetzten Kohlenstoffdioxids elekt ^¬ rochemisch umgesetzt. Nimmt man einen Umsatzgrad von Kohlenstoffdioxid von 50% an und beachtet man, dass die Faraday- Effizienz für Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff bei jeweils 50% liegt, ergibt sich ein Produktgas mit einer Zusammenset ^¬ zung von Kohlenstoffmonoxid zu Wasserstoff zu Kohlenstoffdio ^¬ xid im Verhältnis 1:1:1.

Als Wertprodukt zum Speichern elektrischer Energie ist aber ein möglichst geringer Anteil an nicht umgesetztem Kohlenstoffdioxid in dem Produktgas erstrebenswert. Ein Abtrennen des nicht umgesetzten Kohlenstoffdioxids ist daher notwendig. Dieses Abtrennen ist nachteiliger Weise energieintensiv. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei der nicht umgesetztes Kohlenstoffdioxid energiearm vom Produktgas einer Elektroly ^¬ seeinheit abgetrennt wird. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und ei ^¬ ner Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrochemischen Nutzung von Kohlenstoffdioxid umfasst folgende Schritte: Zunächst er ^¬ folgt ein Bereitstellen einer Kohlenstoffdioxid- Elektrolysezelle mit einem ersten Anodenraum und einem ersten Kathodenraum, wobei der erste Anodenraum und der erste Kathodenraum von einer ersten Membran getrennt werden, wobei eine Kathode derart im ersten Kathodenraum angeordnet ist, dass sie einen ersten Kathodenteilraum und einen zweiten Kathoden- teilraum trennt, wobei der erste Kathodenteilraum an die erste Membran grenzt. Anschließend wird ein erster Elektrolyt als erster Katholyt in den ersten Kathodenteilraum geführt. Das Kohlenstoffdioxid wird in den zweiten Kathodenteilraum geführt. In dem zweiten Kathodenteilraum wird das Kohlenstoffdioxid zu einem ersten Produktgas reduziert. Das erste Produktgas verlässt getrennt von dem während der Reduktion des Kohlenstoffdioxids basisch gewordenen ersten Katholyts die Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle . Nach der Kohlenstoff- dioxid-Elektrolysezelle werden das erste Produktgas und der basische erste Katholyt zusammengeführt. Das nicht reduzierte Kohlenstoffdioxid wird dann vom ersten Produktgas mittels des basischen ersten Katholyts als Absorptionsmittel abgetrennt.

Die Vorrichtung zur elektrochemischen Nutzung von Kohlenstoffdioxid umfasst eine Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle zum Reduzieren von Kohlenstoffdioxid zu einem ersten Produkt ^¬ gas, wobei die Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle einen ers ^¬ ten Anodenraum und einen ersten Kathodenraum umfasst, wobei zwischen dem ersten Anodenraum und dem ersten Kathodenraum eine Membran angeordnet ist und wobei in dem ersten Kathodenraum eine flächige Kathode einen ersten von einem zweiten Kathodenteilraum trennt, wobei der erste Kathodenteilraum an die erste Membran grenzt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine erste Leitung in den zweiten Kathodenteilraum zum Führen des Kohlenstoffdioxids in den zweiten Kathodenteilraum. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine zweite Leitung in den ersten Kathodenteilraum zum Führen eines ersten Elektrolyten als erster Katholyt. Eine vierte Leitung führt vom ersten Ka ^¬ thodenteilraum in eine Gaswäschevorrichtung zum Führen des basischen ersten Katholyts. Eine fünfte Leitung führt vom zweiten Kathodenteilraum in die Gaswäschevorrichtung zum Führen des ersten Produktgases und des nicht in der Kohlenstoff ^¬ dioxid-Elektrolysezelle reduzierten Kohlenstoffdioxids . Wei- terhin umfasst die Vorrichtung eine Gaswäschevorrichtung zum Abtrennen des nicht reduzierten Kohlenstoffdioxids zum ersten Produktgas mittels des ersten Katholyts.

Vorteilhaft wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgenutzt, dass in der Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle eine Veränderung des pH-Wertes des Katholyts und auch eines Anolyts erfolgt. Wird bei der Kohlenstoffdioxid-Elektrolyse ein wässriger Elektrolyt mit einem Leitsalz, insbesondere Kaliumsulfat oder ein Ammonium- salz, eingesetzt, kommt es bei der Elektrolyse zu einem vor ^¬ wiegenden Transport von Kaliumionen statt von Wasserstoffio- nen durch die Membran. Die im Anolyt verbliebenen Protonen führen bei fehlender Pufferkapazität des Anolyts zu einer starken Erniedrigung des pH-Wertes. Auch im Katholyt kommt es zu einer Veränderung des pH-Wertes. Durch das Führen des Kohlenstoffdioxids im zweiten Kathodenteilraum ohne direkten Kontakt zum Katholyt im ersten Kathodenteilraum kommt es im Katholyt nicht zu einem Carbonatgleichgewicht , das sich bei einem Führen des Kohlenstoffdioxids durch den Katholyt direkt einstellen würde. Die Pufferwirkung des Kaliumhydrogencarbo- nats nach Gleichung 1 kann somit nicht stattfinden. Die durch die Reduktion von Kohlenstoffdioxid, bzw. Wasser im Falle der Nebenreaktion, entstehen Hydroxidionen reichern sich an, so dass der pH-Wert des Katholyts ansteigt, bzw. basisch wird.

K ⁺ +OH +C0 ₂ -> KHC0 ₃ (GL 1)

Werden nun der basisch gewordene Katholyt und das Produktgas mit dem nicht reduzierten Kohlenstoffdioxid in einer Gaswä- schevorrichtung zusammengebracht, so wirkt der basische

Katholyt als Absorptionsmittel für das Kohlenstoffdioxid und nimmt dieses aus der Gasphase auf. Das Produktgas, welches insbesondere Kohlenstoffmonoxid und das in einer elektroche- mischen Nebenreaktion aus dem Wasser des wässrigen Elektrolyten entstandene Wasserstoff, umfasst, ist nun von Kohlen ^¬ stoffdioxid gereinigt.

Durch das Fehlen der Pufferwirkung des Kohlenstoffdioxids in dem ersten Kathodenteilraum selbst, wird der pH-Effekt vorteilhaft deutlich verstärkt, so dass der pH-Wert stark ba ^¬ sisch wird. Das Zusammenführen des basischen Katholyts mit dem mit nicht reagiertem Kohlenstoffdioxid verunreinigtem Produktgas in der Gaswäschevorrichtung führt dann vorteilhaft zu einer sehr effektiven Absorption des Kohlenstoffdioxids in den Katholyten als Absorptionsmittel. Dadurch, dass der

Katholyt und das zu reinigende Produktgas getrennt voneinan ^¬ der aus der Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle in die Gaswä ^¬ schevorrichtung geführt werden, stellt sich vorteilhaft erst in der Gaswäschevorrichtung ein thermodynamisches Gleichgewicht ein. Dadurch ist die Qualität der Trennung gegenüber einer gemeinsamen Führung deutlich erhöht. Dies führt zu einem energieoptimierten Prozess. Diese Aufreinigung des Produktgases ist also vorteilhaft sehr energiearm möglich, da der Einsatz energieaufwändiger Heiz- oder Kühlvorrichtungen vermieden wird. Besonders vorteilhaft wird hier die Zufuhr eines zusätzlichen Absorptionsmittels vermieden. Das Absorptionsmittel kann weiterhin sehr leicht regeneriert werden, so dass das gebundene Kohlenstoffdioxid wieder frei wird und im Prozess wiederverwendet werden kann. Vorteilhaft ist das Ver ^¬ fahren somit auch unter ökonomischen Aspekten sehr günstig. Energie wird auch deshalb gespart, da die Vermeidung des zu ^¬ sätzlichen Absorptionsmittels weitere Trennschritte einspart.

Das Trennen des Katholyts vom Produkt- und Eduktgas ist mög ^¬ lich, da das Kohlenstoffdioxid in den zweiten Kathodenteil ^¬ raum getrennt vom Katholyt, der im ersten Kathodenteilraum vorliegt, an der Kathode vorbeigeführt wird. Die Reaktion des Kohlenstoffdioxids zu Kohlenstoffmonoxid findet an der Katho ^¬ de in Kontakt zum Katholyt statt. Durch eine geringe Druck ^¬ differenz zwischen dem Kohlenstoffdioxid und dem Katholyt, der relative Druck des Kohlenstoffdioxids ist etwas größer, verbleibt der Katholyt nahezu vollständig im ersten Kathoden- teilraum. Typischerweise verlassen dann die gasförmigen Komponenten der Reaktion die Elektrolysezelle über einen Ausgang aus dem zweiten Kathodenteilraum und der Katholyt über einen Ausgang aus dem ersten Kathodenteilraum.

Besonders vorteilhaft kann der pH-Effekt des Katholyts und des Anolyts unterstützt werden, indem die Umpumprate des Elektrolyten auf eine niedrige Verweilzeit in der Kohlen- stoffdioxid-Elektrolysezelle eingestellt ist. Dadurch wird die pH-Different von Anolyt und Katholyt noch weiter erhöht.

Ein Anstieg des pH-Wertes des Katholyts kann weiterhin durch die Wahl der Betriebsparameter und durch ein geeignetes De- sign der Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle erhöht werden.

Mögliche Einsteilgrößen zum Erhöhen des pH-Wert-Anstiegs des Katholyts können sein: Die Geometrie der Elektrolysezellen, die Spaltbreite im Kathodenraum zwischen der Kathode und der Membran, die Transportwiderstände der Ionen in wässriger Lö- sung durch Auswahl des Leitsalzes, sowie die Verfügbarkeit des Kohlenstoffdioxids an der Kathode.

Vorteilhaft erfolgt die Absorption des nicht umgesetzten Koh ^¬ lenstoffdioxids in der Gaswäschevorrichtung. Es ist dabei auch möglich, den basischen Katholyt und das Produktgas aus den zwei getrennten Leitungen in eine gemeinsame Leitung zu führen, so dass die Absorption bereits in dieser gemeinsamen Leitung stattfinden kann. In diesem Fall ist die Gaswäschevorrichtung demnach lediglich als eine Leitung ausgebildet sein, wobei weitere Ausgestaltungen zum Verbesserun des

Durchmischens der beiden Phasen, insbesondere ein statischer Mischer, zweckmäßig sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird der erste Elektrolyt aus einem Regenerations ^¬ behälter als ein erster Anolyt in den Anodenraum geführt. Der pH-Effekt wird vorteilhaft unterstützt, wenn der erste Elekt ^¬ rolyt sowohl als erster Katholyt als auch als erster Anolyt verwendet wird. Zweckmäßigerweise führt eine dritte Leitung von dem Regenerationsbehälter in den ersten Anodenraum.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbil- dung der Erfindung werden nach der Elektrolysezelle und der Gaswäschevorrichtung der Katholyt und der Anolyt in dem Regenerationsbehälter zusammengeführt, um die immer größer werdende Diskrepanz zwischen dem pH-Wert der Kathoden- und Anodenseite wieder auszugleichen. So ist es vorteilhaft möglich einen stationären Elektrolyseprozess mit einem konstanten pH- Wert im Regenerationsbehälter durchzuführen. Vorteilhaft wird der Einsatz eines zusätzlichen Absorptionsmittels in diesem Verfahren vermieden. In dem Regenerationsbehälter wird das gebundene Kohlenstoffdioxid wieder frei gesetzt und zeit- gleich der pH-Wert wieder regeneriert. Unter Regeneration wird hierbei verstanden, dass ein Ausgleich des pH-Werts des ersten Katholyts und des ersten Anolyts erfolgt. Insbesondere beträgt der pH-Wert nach einer Regeneration 8 bis 10. Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung dann eine achte

Leitung von der Gaswäschevorrichtung zum Regenerationsbehälter zum Führen des ersten Katholyts und eine neunte Leitung von dem ersten Anodenraum in den Regenerationsbehälter. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung umfasst das Produktgas Kohlenstoffmonoxid und/oder Ethen und/oder Methan und/oder Ethan. Vorteilhaft können diese Produkte als Ausgangsstoff für chemische Synthe ^¬ sen eingesetzt werden. Vorteilhaft wird also Kohlenstoffdio- xid elektrochemisch zu einem Wertstoff umgewandelt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird das im Regenerationsbehälter freigesetzte Kohlenstoffdioxid in die Kohlenstoffdioxid- Elektrolysezelle als Edukt zurückgeführt. Vorteilhaft wird somit der C02~ utzungsgrad der Kohlenstoffdioxid- Elektrolysezelle erhöht, da das Kohlenstoffdioxid, das nicht in einem ersten Zyklus umgesetzt wurde, im nächsten Zyklus umgesetzt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird als Elektrolyt ein Kalium und/oder ein Ammonium umfassender Elektrolyt, insbesondere ein Kaliumsulfat, verwendet. Diese Elektrolyten erhöhen vorteilhaft die Leitfä ^¬ higkeit des Katholyts oder Anolyts bei nahezu nicht pH- puffernden Eigenschaften. Sie ermöglichen daher das Wandern der Protonen über die Membran und somit auch das Verändern des pH-Werts des Anolyts und des Katholyts in dem jeweiligen Anoden- bzw. Kathodenraum. Es sind ebenso weitere Stoffklas ^¬ sen als Elektrolyten einesetzbar. Insbesondere auch die Alkalimetalle Lithium, Natrium, Rubidium oder Cäsium können als Elektrolyt verwendet werden. Als Anionen des Elektrolyts, bzw. Leitsalzes, können insbesondere Halogenide oder Phospha ^¬ te verwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbil- dung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine sechste Lei ^¬ tung zum Regenerationsbehälter zu einem Einlass des zweiten Kathodenteilraumes , um das Kohlenstoffdioxid vom Regenerati ^¬ onsbehälter in die Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle zurück ^¬ zuführen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung ist die Kathode eine Gasdiffusionselektrode. Mit der Gasdiffusionselektrode ist es besonders vorteilhaft möglich, die Reaktion des Eduktgases Kohlenstoffdioxid mit dem flüssi- gen Katholyten an der Oberfläche der Elektrode ablaufen zu lassen und anschließend Gas und flüssige Phase getrennt von ^¬ einander aus einer Elektrolysezelle zu führen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbil- dung der Erfindung umfasst die Gaswäschevorrichtung Füllkörper oder eine Packung. Durch diese Einbauten wird die Grenzfläche zwischen dem abzutrennenden Kohlenstoffdioxid und dem Absorptionsmittel, also dem Katholyt, vorteilhaft vergrößert, wodurch sich das thermodynamische Gleichgewicht schneller einstellen kann. Es ist ebenso ein Versprühen des Absorptionsmittels in einer Gasphase denkbar, um die Oberfläche zwi ^¬ schen den beiden Phasen möglichst groß zu gestalten.

Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei handelt es sich um rein beispielhafte Ausgestaltungsformen und Merkmalskombinationen die keine Einschränkung des Schutzbereiches bedeuten. Merkmale mit derselben Wirkungswei ^¬ se und derselben Bezeichnung, aber in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen werden dabei mit denselben Bezugszeichen versehen . Dabei zeigt:

Figur 1 eine Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle mit einer

Gaswäschevorrichtung und zwei getrennten Leitungen. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Elektrolysevorrich ^¬ tung 1 eine Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle 2. Die Kohlen ^¬ stoffdioxid-Elektrolysezelle 2 umfasst eine erste Membran 5, auf die eine erste Anode 9 direkt aufgebracht ist. Die Memb ^¬ ran 5 teilt die Elektrolysezelle in einen ersten Anodenraum 3 und einen ersten Kathodenraum 4. Die erste Kathode 6 ist zwischen einem ersten Kathodenteilraum 7 und einem zweiten Ka- thodenteilraum 8 angeordnet. Die erste Kathode 6 trennt diese beiden Räume vollständig voneinander. Insbesondere ist die erste Kathode 6 flächig ausgestaltet, um die beiden Kathoden- teilräume 7 und 8 vollständig voneinander zu trennen.

In einem Regenerationsbehälter 10 liegt ein wässriger Elektrolyt EL vor. Typischerweise umfasst dieser wässrige Elektro ^¬ lyt EL ein Salz, insbesondere Kaliumsulfat K ₂ SO ₄ oder Kalium- hydrogencarbonat KHCO ₃ . Der wässrige Elektrolyt kann aber auch weitere Sulfate, Hydrogencarbonate oder Phosphate umfas ^¬ sen. In diesem Beispiel umfasst der wässrige Elektrolyt EL 1 mol/1 Kaliumhydrogencarbonat . Kohlenstoffdioxid CO2 wird über eine erste Leitung 11 in den zweiten Kathodenteilraum 8 geführt. Ein erster Katholyt Kl wird aus dem Regenerationsbehälter 10 in den ersten Kathoden- teilraum 7 geführt. Ein weiterer Anteil dieses Elektrolyten EL wird als erster Anolyt AI über eine dritte Leitung 13 in den ersten Anodenraum 3 geführt. Zweckmäßigerweise verfügt die Kohlenstoffdioxid-Elektrolysezelle 2 über eine Spannungs ^¬ quelle .

Während der Elektrolyse wird das Kohlenstoffdioxid CO2 an der ersten Kathode 6 zu Kohlenstoffmonoxid CO reduziert. Die ers ^¬ te Kathode 6 ist typischerweise eine Gasdiffusionselektrode. In diese kann der Katholyt Kl aus der ersten Kathodenteilraum 7 in Kontakt mit dem zu reduzierenden Kohlenstoffdioxid CO2 treten. An der ersten Anode 9 wird Wasser zu Sauerstoff oxi- diert. Es werden derzeit nur 30 bis 70% des Kohlenstoffdio- xids CO2 elektrochemisch umgesetzt. Daher enthält das Pro ^¬ duktgas PG sowohl Kohlenstoffmonoxid CO als auch nicht redu- ziertes Kohlenstoffdioxid CO2 .

Das Produktgas wird nach der Elektrolyse über die fünfte Lei ^¬ tung 15 in eine Gaswäschevorrichtung 32 geführt. Der erste Katholyt Kl wird über eine vierte Leitung von der Kohlen- stoffdioxid-Elektrolysezelle 2 zu der Gaswäschevorrichtung 32 geführt. Das Führen vom ersten Katholyt Kl und Produktgas PG erfolgt getrennt voneinander. In der Gaswäschevorrichtung 32 werden die Gas und die Flüssigphase in Kontakt zueinander ge ^¬ bracht. Um den Stoffaustausch der Phasen zu erhöhen, kann die Gaswäschevorrichtung 32 vorteilhaft mit Füllkörpern gefüllt sein oder eine Packung umfassen. Weiterhin ist ein Versprühen des ersten Katholyts Kl in das Produktgas PG möglich.

In der Gaswäschevorrichtung 32 wird der basische Katholyt Kl als Absorptionsmittel für das nicht reduzierte Kohlenstoffdi ^¬ oxid CO2 eingesetzt. Durch das getrennte Führen des basischen ersten Katholyts Kl und des Produktgases PG stellt sich erst in der Gaswäschevorrichtung 32 ein thermodynamisches Gleich- gewicht ein. Bei diesem wird das nicht reduzierte Kohlen ^¬ stoffdioxid CO ₂ in dem Katholyten Kl angereichert. Der mit Kohlenstoffdioxid CO ₂ angereicherte Katholyt Kl verlässt nun über eine achte Leitung 18 die Gaswäschevorrichtung 32 zurück zum Regenerationsbehälter 10.

Das an der ersten Anode AI entstehende Anodengas, Sauerstoff, verlässt über eine zehnte Leitung 20 den Anodenraum 3 zu ei ^¬ ner zweiten Abtrennvorrichtung 33. In der zweiten Abtrennvor- richtung 33 wird der Sauerstoff O ₂ von dem Anolyt AI ge ^¬ trennt. Der Sauerstoff verlässt über eine zwölfte Leitung 35 die Elektrolysevorrichtung 1. Der erste Anolyt AI wird über eine neunte Leitung 19 zurück in den Regenerationsbehälter 10 geführt. Das Produktgas PG verlässt über eine dreizehnte Lei- tung 36 die Elektrolysevorrichtung 1.

In dem Regenerationsbehälter 10 erfolgt eine Regeneration des ersten Anolyts AI und des ersten Katholyts Kl. Dabei stellt sich insbesondere ein pH-Wert in einem Bereich zwischen 8 und 10 ein. Das gebundene Kohlenstoffdioxid CO ₂ wird während der Regeneration aus dem ersten Katholyt Kl freigesetzt und kann über eine sechste Leitung 16 zurück in die Elektrolysezelle 2 geführt werden. Der regenerierte Elektrolyt EL wird anschlie ^¬ ßend wiederum zurück in den Anoden- und Kathodenraum 7, 8 als erster Katholyt Kl und zweiter Anolyt AI geführt.