本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種生產(chǎn)高純碳酸鹽的解耦式CO2礦化膜電解系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過外置電源供能、電化學(xué)質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移(PCET)反應(yīng)改變?nèi)芤簆H環(huán)境、高效萃取分離劑實現(xiàn)高濃度酸的萃取與提純從而處理天然礦物或堿液固廢、非電化學(xué)反應(yīng)還原再生有機(jī)PCET反應(yīng)物四個主要流程實現(xiàn)低成本、高資源轉(zhuǎn)化率的CO2礦化膜電解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過程。本發(fā)明在陽極采用有機(jī)PCET反應(yīng)物，避免了H2氣體擴(kuò)散電極的使用；陰極側(cè)發(fā)生析氫反應(yīng)同時吸收CO2，徹底避免了CO2中O2以及溶解氧對陽極有機(jī)PCET反應(yīng)物的影響。同時，陰極產(chǎn)生的H2可作為還原劑實現(xiàn)有機(jī)PCET反應(yīng)物的還原再生，從而實現(xiàn)CO2礦化膜電解系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。