Increasing the Electrolyte Salinity to Improve the Performance of Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers

电解质 电解 化学 超纯水 电导率 离子交换 无机化学 阴极 碱金属 化学工程 离子 电极 生物化学 工程类 物理化学 有机化学
作者
Ruggero Rossi,Rachel F. Taylor,Bruce E. Logan
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (23): 8573-8579 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.3c01245
摘要

Direct operation of anion exchange membrane water electrolyzers (AEMWEs) with near-neutral pH feeds avoids the use of highly alkaline and corrosive solutions. However, using neutral pH solutions currently faces fundamental operational challenges that diminish performance and reduce long-term stability due to poor solution conductivity and low hydroxide ion concentration. Here, we showed that amending near-neutral pH solutions with low concentrations of alkali metal salts in a dry-cathode configuration substantially improved performance and stability. Adding NaClO4 (10 mM) to the anolyte reduced the operating voltage by 0.19 to 2.58 V at 500 mA/cm2 compared to non-saline solutions (2.77 V). However, further increases in the feed salt concentration (100 mM NaClO4) reduced performance (2.64 V) due to a greater co-ion diffusion through the anion exchange membrane. Electrolyzer performance was further improved by utilizing salts with high conductivity such as KNO3. Using a saline anolyte reduced ohmic resistance, resulting in smaller applied voltage and energy consumption for hydrogen generation, while the combined effect of the membrane charge and the electric field direction in the dry-cathode feed configuration minimized ion crossover. Thus, increasing the salinity of near-neutral pH solutions represents a cost-effective strategy to improve the performance of AEMWE compared to ultrapure electrolytes, minimizing risks and costs associated with recirculating highly alkaline solutions.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
694255360发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
LabRat完成签到 ,获得积分10
1秒前
kongzhiqiqi完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
阿冬呐发布了新的文献求助10
4秒前
DD立芬发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
汉堡包应助坦率坤采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
ED应助Xbax采纳,获得10
9秒前
李健应助wkyueeee采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
沉静绮彤发布了新的文献求助30
12秒前
孔雀翎发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
ZZ发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
17秒前
17秒前
桃李春风一杯酒完成签到,获得积分10
17秒前
善学以致用应助cuigao采纳,获得10
17秒前
申熙辰发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
坚强嚣完成签到,获得积分10
20秒前
ssxw发布了新的文献求助10
20秒前
shmorby完成签到 ,获得积分10
20秒前
聪慧芷巧应助自觉远山采纳,获得10
21秒前
白酒RH发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
阿冬呐发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
852应助ZZ采纳,获得10
26秒前
Yoh1220完成签到,获得积分10
26秒前
汉堡包应助xymy采纳,获得10
27秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Composite Predicates in English 300
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3984777
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3527987
关于积分的说明 11238627
捐赠科研通 3266307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803279
邀请新用户注册赠送积分活动 880852
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808411