Water dissociation efficiencies control the viability of reverse-bias bipolar membranes for CO2 electrolysis

作者
Gerard Prats Vergel,Huan Mu,Nikita Kolobov,Jasper Biemolt,David A. Vermaas,Thomas Burdyny
出处
期刊: [Springer Science+Business Media]
标识
DOI:10.1038/s44286-025-00306-7
摘要

Abstract Bipolar membranes operated under reverse-bias (r-BPM) provide the only potential route to use anodes free of platinum group metals in CO 2 electrolyzers when paired with the oxygen evolution reaction. Under 100% water dissociation efficiency (WDE) conditions, the OH − generated by a r-BPM fully replenishes the OH − consumed by the oxygen evolution reaction, maintaining an alkaline anolyte. However, unwanted co-ion crossover leads to <100% WDEs, gradually causing anolyte acidification and nickel-based anodes to corrode over time. Here we experimentally measured the WDE of r-BPMs in a membrane–electrode assembly configuration as a function of the current density, anolyte concentration and cation identity, finding that the highest measured WDE of 98% is insufficient to maintain an alkaline environment over extended operation. We further highlight through modeling that WDEs >99.8% are required to operate for >10,000 h with reasonable anolyte volumes. Our results show that r-BPMs CO 2 electrolyzers require additional strategies, such as reverting to platinum group metal anodes or regenerating the anolyte, to operate stably at an industrial scale.
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
脑洞疼应助标致远锋采纳,获得10
1秒前
若汐完成签到,获得积分10
1秒前
瘦瘦的迎南完成签到 ,获得积分10
2秒前
是~巧呀完成签到 ,获得积分10
3秒前
Dino完成签到 ,获得积分10
4秒前
David完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
马路牙子完成签到 ,获得积分10
6秒前
feiyang完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
心想事橙完成签到 ,获得积分10
8秒前
wsr完成签到,获得积分10
12秒前
尊敬问凝完成签到 ,获得积分10
13秒前
JSEILWQ完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
标致远锋完成签到 ,获得积分10
14秒前
片小海完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
自觉鸽子完成签到,获得积分10
17秒前
想发一篇贾克斯完成签到,获得积分10
18秒前
标致远锋发布了新的文献求助10
20秒前
虚幻沛文完成签到 ,获得积分10
21秒前
浩仔发布了新的文献求助10
21秒前
mengyahao完成签到,获得积分10
22秒前
cassie完成签到,获得积分10
22秒前
zxy完成签到,获得积分10
22秒前
syr完成签到,获得积分10
23秒前
MSS2819发布了新的文献求助10
24秒前
felix完成签到,获得积分10
24秒前
梦汐moxi完成签到,获得积分10
24秒前
Somui完成签到 ,获得积分10
25秒前
zbclzf完成签到,获得积分10
27秒前
pengpeng发布了新的文献求助10
28秒前
泊凉少年完成签到,获得积分10
28秒前
K珑完成签到,获得积分0
28秒前
小二郎应助Dream采纳,获得10
28秒前
小白发布了新的文献求助20
28秒前
贪玩的成危完成签到,获得积分10
29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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7750024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9297649
关于积分的说明 20241534
捐赠科研通 7331563
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309510
关于科研通互助平台的介绍 2461104
邀请新用户注册赠送积分活动 2321840