Distinct CO2-run-out regime from steric effect of electric double layer in electrochemical CO2 reduction

电化学 电解 电场 电流密度 位阻效应 极化(电化学) 工作(物理) 化学物理 材料科学 电解质 电流(流体) 纳米技术 化学 热力学 电极 物理 物理化学 立体化学 量子力学
作者
Longfei Chen,Hao Feng,Ying Zhang,Dong Liu,Qiang Li
出处
期刊:Applied physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:11 (3)
标识
DOI:10.1063/5.0214255
摘要

The field of electrochemical CO2 reduction reaction (eCO2RR) is pursuing high operating current densities, eventually controlled by CO2 transport. Here, we develop a new multiscale modeling approach that is able to more generally describe the effects of the electric double layer (EDL) on CO2 transport over a wide potential window extending to utmost potentials. By leveraging it, we identify a distinct CO2-run-out regime where the supply of CO2 runs out due to the EDL steric effect from a dense layer of solvated cations with the maximum layer thickness equal to the solvated cation size. Consequently, CO2RR current density drops at a relatively negative transition potential generating a bell-shaped polarization curve, which is in contrast to the CO2-transport-limited regime where the current density reaches a plateau. Furthermore, we develop a graphical method, verified by experimental data, to generally predict the transition to the CO2-run-out regime. This work sheds new light on the EDL effects for catalyst design and electrolyzer engineering.

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
小马甲应助飞快的逊采纳,获得10
刚刚
晴心发布了新的文献求助10
1秒前
月亮啊完成签到 ,获得积分10
3秒前
Jupiter 1234发布了新的文献求助10
3秒前
小酒窝完成签到,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助玛卡巴卡采纳,获得10
3秒前
夏天的风完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
坦率水香发布了新的文献求助10
4秒前
清新的梦桃完成签到,获得积分10
4秒前
yanjiusheng完成签到,获得积分10
6秒前
领导范儿应助zhangxin采纳,获得10
8秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
ksduoiwex发布了新的文献求助10
9秒前
上官若男应助晴心采纳,获得30
11秒前
LX完成签到 ,获得积分10
12秒前
16秒前
Jupiter 1234完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
win发布了新的文献求助10
18秒前
麻辣鱼鳞关注了科研通微信公众号
20秒前
郑小七完成签到,获得积分10
20秒前
领导范儿应助YJH采纳,获得10
21秒前
21秒前
圆听听发布了新的文献求助10
22秒前
xxyy完成签到,获得积分20
22秒前
iOhyeye23完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
张张完成签到,获得积分10
23秒前
xingyong完成签到,获得积分10
23秒前
GY00完成签到 ,获得积分10
24秒前
玛卡巴卡完成签到 ,获得积分10
25秒前
28秒前
xingyong发布了新的文献求助10
28秒前
lixiao完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
清脆的台灯完成签到,获得积分10
28秒前
沉静凡松完成签到 ,获得积分10
29秒前
111完成签到,获得积分20
30秒前
李彪完成签到,获得积分10
30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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565327
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650317
关于积分的说明 14690672
捐赠科研通 4592233
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519494
邀请新用户注册赠送积分活动 1491964
关于科研通互助平台的介绍 1463183