Exploring CO2 reduction and crossover in membrane electrode assemblies

渡线 电解 电极 电化学 催化作用 膜电极组件 材料科学 选择性 动力学 化学工程 工艺工程 纳米技术 计算机科学 化学 电解质 人工智能 工程类 物理 有机化学 物理化学 量子力学 生物化学
作者
Eric W. Lees,Justin C. Bui,Oyinkansola Romiluyi,Alexis T. Bell,Adam Z. Weber
标识
DOI:10.1038/s44286-024-00062-0
摘要

Electrochemical CO2 reduction (CO2R) using renewable electricity is a key pathway toward synthesizing fuels and chemicals. In this study, multi-physics modeling is used to interpret experimental data obtained for CO2R to CO using Ag catalysts in a membrane electrode assembly. The one-dimensional model is validated using measured CO2 crossover and product formation rates. The kinetics of CO formation are described by Marcus–Hush–Chidsey kinetics, which enables accurate prediction of the experimental data by accounting for the reorganization of the solvent during CO2R. The results show how the performance is dictated by competing phenomena including ion formation and transport, CO2 solubility, and water management. The model shows that increasing the ion-exchange capacity of the membrane and surface area of the catalyst increases CO formation rates by >100 mA cm–2 without negatively impacting CO2 utilization. Here we provide insights into how to manage the trade-off between productivity and CO2 utilization in CO2 electrolyzers. The design of CO2 electrolyzers is complicated by coupled transport and reaction phenomena. Here the authors develop a continuum model incorporating physical phenomena across multiple scales to predict the activity and selectivity of CO2 electrolysis, along with the loss of CO2 due to crossover in membrane electrode assemblies.
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
无花果应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
mark完成签到,获得积分10
10秒前
千陽完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
lamer发布了新的文献求助10
16秒前
nqterysc完成签到,获得积分10
17秒前
纯情的凡双完成签到 ,获得积分10
19秒前
zhui完成签到,获得积分10
19秒前
Imran完成签到,获得积分10
20秒前
奋斗的蜗牛完成签到 ,获得积分10
28秒前
木卫二完成签到 ,获得积分10
29秒前
111完成签到,获得积分10
34秒前
飞舞的青鱼完成签到,获得积分10
37秒前
小鱼女侠完成签到 ,获得积分0
37秒前
话说dota完成签到 ,获得积分10
39秒前
liu完成签到 ,获得积分10
42秒前
Zrf完成签到,获得积分10
42秒前
xc完成签到,获得积分10
50秒前
dmr完成签到,获得积分10
51秒前
56秒前
爱撒娇的蝴蝶完成签到 ,获得积分10
56秒前
57秒前
小莫完成签到 ,获得积分10
58秒前
六六发布了新的文献求助10
59秒前
lamer完成签到,获得积分10
1分钟前
蛋卷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Owen应助Surgeonhan采纳,获得10
1分钟前
乐观的星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xiaolizi应助六六采纳,获得10
1分钟前
一二完成签到,获得积分10
1分钟前
yx完成签到 ,获得积分10
1分钟前
XU博士完成签到,获得积分10
1分钟前
激动的xx完成签到 ,获得积分10
1分钟前
星河完成签到 ,获得积分10
1分钟前
叶问夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
合适的平安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
学术圈边缘派遣员完成签到,获得积分10
1分钟前
xuxu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一切顺利完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 6459088
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8268303
关于积分的说明 17621378
捐赠科研通 5528233
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905885
邀请新用户注册赠送积分活动 1882594
关于科研通互助平台的介绍 1727665