亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Tuning the Interfacial Electrical Field of Bipolar Membranes with Temperature and Electrolyte Concentration for Enhanced Water Dissociation

多物理 电解质 离解(化学) 电场 限制电流 电介质 材料科学 电导率 电化学 化学工程 离子 电流密度 热力学 化学物理 化学 有限元法 光电子学 电极 物理化学 物理 工程类 量子力学 有机化学 生物化学
作者
Huanlei Zhang,Dongbo Cheng,Chengxiang Xiang,Meng Lin
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (21): 8044-8054 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.3c00142
摘要

A coupled experimental and numerical study was performed for a fundamental understanding of the impact of operating conditions, i.e., temperature and electrolyte concentration, as well as interfacial abruptness, on the bipolar membrane (BPM) performance. A comprehensive multiphysics-based model was developed to optimize the operation condition and interfacial properties of BPM, and the model was used to guide the design and engineering of high-performing BPMs. The origin of the enhanced BPM performance at a high temperature was identified, which was attributed to the intrinsic reaction rate enhancement as well as the increase in electrolyte ionic conductivity. The experimentally demonstrated current density–voltage characteristics of BPMs clearly exhibited three distinctive regions of operation: ion-crossover region, water dissociation region, and water-limiting region, which agreed well with the multiphysics simulation results. In addition, the model revealed that a sharper interfacial abruptness led to improved BPM performance due to the enhanced interfacial electric field at the water dissociation region. The decrease of the electrolyte concentration, which increased the dielectric constant of the electrolyte, enhanced the interfacial electric field, leading to improved electrochemical performances. The present study offers an in-depth perspective to understand the species transport as well as water dissociation mechanism under various operation conditions and membrane designs, providing the optimal operation conditions and membrane designs for maximizing the BPM performance at high current densities.
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
5秒前
panchux发布了新的文献求助20
12秒前
vv完成签到 ,获得积分10
20秒前
小马甲应助陈梦婷采纳,获得10
20秒前
24秒前
36秒前
燕烟发布了新的文献求助10
36秒前
43秒前
无辜的靖巧应助青鸟采纳,获得10
53秒前
完美世界应助悄悄拔尖儿采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Yong发布了新的文献求助10
1分钟前
wxy发布了新的文献求助10
1分钟前
英俊的铭应助wxy采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
无极微光应助a379896033采纳,获得20
1分钟前
冰阔罗完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
STW发布了新的文献求助10
2分钟前
zhaodan完成签到,获得积分10
2分钟前
思源应助STW采纳,获得10
2分钟前
minnie完成签到 ,获得积分10
2分钟前
guyuzheng完成签到,获得积分10
2分钟前
爱听歌谷蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
小许的大米14完成签到 ,获得积分10
2分钟前
魔幻的芳完成签到,获得积分10
2分钟前
火星上的宝马完成签到,获得积分10
2分钟前
哦豁拐咯完成签到 ,获得积分10
2分钟前
悲凉的忆南完成签到,获得积分10
2分钟前
陈旧完成签到,获得积分10
2分钟前
欣欣子完成签到,获得积分10
2分钟前
汉堡包应助蒺藜采纳,获得10
3分钟前
yxl完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
可耐的盈完成签到,获得积分10
3分钟前
绿毛水怪完成签到,获得积分10
3分钟前
和谐的烙发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
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
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6329648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8146019
关于积分的说明 17087677
捐赠科研通 5384245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2855418
邀请新用户注册赠送积分活动 1832929
关于科研通互助平台的介绍 1684257