A scalable membrane electrode assembly architecture for efficient electrochemical conversion of CO2 to formic acid

甲酸 阳极 法拉第效率 材料科学 电化学 阴极 化学工程 电解 膜电极组件 电极 纳米技术 化学 电解质 有机化学 工程类 物理化学
作者
Leiming Hu,Jacob A. Wrubel,Carlos M. Baez-Cotto,Fry Intia,Jae Park,Arthur Jeremy Kropf,Nancy N. Kariuki,Zhe Zhu Huang,Ahmed A. Farghaly,Lynda Amichi,Prantik Saha,Ling Tao,David A. Cullen,Deborah J. Myers,Magali S. Ferrandon,Kenneth Charles Neyerlin
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 7605-7605 被引量:98
标识
DOI:10.1038/s41467-023-43409-6
摘要

Abstract The electrochemical reduction of carbon dioxide to formic acid is a promising pathway to improve CO2 utilization and has potential applications as a hydrogen storage medium. In this work, a zero-gap membrane electrode assembly architecture is developed for the direct electrochemical synthesis of formic acid from carbon dioxide. The key technological advancement is a perforated cation exchange membrane, which, when utilized in a forward bias bipolar membrane configuration, allows formic acid generated at the membrane interface to exit through the anode flow field at concentrations up to 0.25 M. Having no additional interlayer components between the anode and cathode this concept is positioned to leverage currently available materials and stack designs ubiquitous in fuel cell and H2 electrolysis, enabling a more rapid transition to scale and commercialization. The perforated cation exchange membrane configuration can achieve >75% Faradaic efficiency to formic acid at <2 V and 300 mA/cm2 in a 25 cm2 cell. More critically, a 55-hour stability test at 200 mA/cm2 shows stable Faradaic efficiency and cell voltage. Technoeconomic analysis is utilized to illustrate a path towards achieving cost parity with current formic acid production methods.
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
一川完成签到,获得积分10
刚刚
田様的应助被神勇的人生采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
Eirrr完成签到,获得积分10
3秒前
dendrimer发布了新的文献求助10
4秒前
SCI123完成签到,获得积分10
5秒前
自由沂完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
yaoyao完成签到,获得积分10
7秒前
田様的应助被西窗雪采纳,获得10
7秒前
fyn完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
澳bobo发布了新的文献求助10
8秒前
lijunliang完成签到,获得积分10
9秒前
栾小鱼完成签到,获得积分10
9秒前
英俊的铭的应助被苦瓜女士采纳,获得10
9秒前
10秒前
四火发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
怪物猎人发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
qianwang发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
sinan完成签到,获得积分10
11秒前
Owen的应助被kzf丶bryant采纳,获得10
12秒前
小jia很ok发布了新的文献求助10
14秒前
liujin发布了新的文献求助10
14秒前
Leo93发布了新的文献求助10
14秒前
认真的小海豚完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
顾矜的应助被偷喝气泡水采纳,获得30
17秒前
西窗雪发布了新的文献求助10
18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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8128999
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9531436
关于积分的说明 21590445
捐赠科研通 7709918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3417499
关于科研通互助平台的介绍 2543039
邀请新用户注册赠送积分活动 2458761