Exploring CO2 reduction and crossover in membrane electrode assemblies

渡线 电解 电极 电化学 催化作用 膜电极组件 材料科学 选择性 动力学 化学工程 工艺工程 纳米技术 计算机科学 化学 电解质 人工智能 工程类 物理 有机化学 物理化学 量子力学 生物化学
作者
Eric W. Lees,Justin C. Bui,Oyinkansola Romiluyi,Alexis T. Bell,Adam Z. Weber
出处
期刊: [Springer Science+Business Media]
卷期号:1 (5): 340-353 被引量:105
标识
DOI:10.1038/s44286-024-00062-0
摘要

Electrochemical CO2 reduction (CO2R) using renewable electricity is a key pathway toward synthesizing fuels and chemicals. In this study, multi-physics modeling is used to interpret experimental data obtained for CO2R to CO using Ag catalysts in a membrane electrode assembly. The one-dimensional model is validated using measured CO2 crossover and product formation rates. The kinetics of CO formation are described by Marcus–Hush–Chidsey kinetics, which enables accurate prediction of the experimental data by accounting for the reorganization of the solvent during CO2R. The results show how the performance is dictated by competing phenomena including ion formation and transport, CO2 solubility, and water management. The model shows that increasing the ion-exchange capacity of the membrane and surface area of the catalyst increases CO formation rates by >100 mA cm–2 without negatively impacting CO2 utilization. Here we provide insights into how to manage the trade-off between productivity and CO2 utilization in CO2 electrolyzers. The design of CO2 electrolyzers is complicated by coupled transport and reaction phenomena. Here the authors develop a continuum model incorporating physical phenomena across multiple scales to predict the activity and selectivity of CO2 electrolysis, along with the loss of CO2 due to crossover in membrane electrode assemblies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
欢喜可愁完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
往好处想完成签到,获得积分10
1秒前
小黎完成签到,获得积分10
2秒前
炙热睿渊完成签到,获得积分10
2秒前
月亮神完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
呼初南完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
啊啊完成签到 ,获得积分10
6秒前
无语的断缘完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
rise完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
悠悠小土豆完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
001完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
高大绝义完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
Too Much of Two Good Things: Investment Protection and Environmental Protection in International Law 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7673513
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239995
关于积分的说明 19903445
捐赠科研通 7243124
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285574
关于科研通互助平台的介绍 2443693
邀请新用户注册赠送积分活动 2287856