Design and Diagnosis of high-performance CO2-to-CO electrolyzer cells

电解 法拉第效率 碱度 催化作用 工作(物理) 高效能源利用 工艺工程 计算机科学 化学 材料科学 化学工程 电极 热力学 电化学 电气工程 工程类 物理 物理化学 电解质 有机化学 生物化学
作者
Sven Brückner,Quanchen Feng,Wen Ju,Daniela Galliani,Anna Testolin,Malte Klingenhof,Sebastian Ott,Peter Strasser
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2023-z6v6m
摘要

This work reports the design of a highly efficient neutral-pH CO2-to-CO zero-gap electrolyzer incorporating a new family of 2D layered framework-derived mesoporous single atom NiNC catalysts. What sets its performance apart from previous reports is not only the ~100% CO faradaic efficiency at applied current densities of up to 300 mA cm-2 at just above 3 V cell voltage and 40% total energy efficiency, but the uniquely low stoichiometric CO2 excess, stoich, of 1.2 that yields a molar CO concentration of around 70%Vol in the electrolyzer exit stream at 40% single pass CO2 conversion. This CO-rich exit stream and the low cost catalyst makes this electrolyze design ideally suited for cost-effective and energy efficient tandem cell configurations for high C2+ product yields. We also propose and validate a new kinetic diagnostic tool to help resolve mechanisms of undesired CO2 loss. We introduce an experimentally accessible carbon crossover coefficient, CCC, that describes the ratio between non-catalytic acid-base CO2 consumption and catalytically generated alkalinity. It offers an intuitive insight into the nature of the prevalent ionic transport. Combined with the stoich and the faradaic CO efficiency data, the CCC analysis offers practical guidelines toward improved electrolyzer designs. Our CCC-based cell diagnosis can be applied more broadly to all CO2 electrolyzers
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
amy完成签到,获得积分10
刚刚
juest完成签到 ,获得积分10
1秒前
鸣蜩阿六完成签到,获得积分10
3秒前
ahui完成签到 ,获得积分10
5秒前
chenyinglin发布了新的文献求助10
5秒前
jiangmingjiao发布了新的文献求助10
6秒前
hausee完成签到,获得积分10
6秒前
向阳葵完成签到 ,获得积分10
8秒前
儒雅巧荷完成签到,获得积分10
8秒前
长卿123完成签到 ,获得积分10
8秒前
跪斗丶完成签到 ,获得积分10
9秒前
12秒前
cccyyb应助tingalan采纳,获得10
12秒前
乘舟江行完成签到,获得积分10
14秒前
成就的南霜完成签到,获得积分10
16秒前
chenyinglin完成签到,获得积分10
16秒前
涂鸦少年完成签到 ,获得积分10
17秒前
ZYX完成签到 ,获得积分10
17秒前
伯赏清涟发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
yhmi0809完成签到,获得积分10
20秒前
Hoodie完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI2S应助liub13采纳,获得10
23秒前
贵贵完成签到,获得积分10
25秒前
ab完成签到,获得积分10
25秒前
廉洁完成签到,获得积分10
27秒前
云隐完成签到,获得积分10
28秒前
esther816完成签到 ,获得积分10
28秒前
玔堷完成签到,获得积分10
30秒前
xiongjiang完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
伯赏清涟完成签到,获得积分10
32秒前
cxlhzq完成签到,获得积分10
33秒前
啄木鸟完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
形容完成签到,获得积分10
34秒前
研友_nPxRRn完成签到,获得积分10
35秒前
yml完成签到 ,获得积分10
35秒前
Misty完成签到 ,获得积分10
37秒前
marcie发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
Thermodynamic data for steelmaking 3000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
藍からはじまる蛍光性トリプタンスリン研究 400
Cardiology: Board and Certification Review 400
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 340
NEW VALUES OF SOLUBILITY PARAMETERS FROM VAPOR PRESSURE DATA 300
Transformerboard III 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2361907
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2069816
关于积分的说明 5170145
捐赠科研通 1798018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 897964
版权声明 557715
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 479304