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
苏一完成签到,获得积分10
1秒前
Akim应助甜甜的以筠采纳,获得10
2秒前
科研通AI2S应助甜甜的以筠采纳,获得10
2秒前
嘎发完成签到,获得积分10
3秒前
机灵石头完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
加油加油完成签到 ,获得积分10
8秒前
英勇的沛春完成签到 ,获得积分10
9秒前
匆匆完成签到,获得积分10
10秒前
风不尽,树不静完成签到 ,获得积分10
13秒前
WD完成签到 ,获得积分10
15秒前
壮观复天完成签到 ,获得积分10
16秒前
乐观寻雪完成签到 ,获得积分10
17秒前
四喜完成签到 ,获得积分10
17秒前
XH完成签到,获得积分10
17秒前
quantumdot发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
feiqi完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
科研通AI2S应助残落人间采纳,获得10
20秒前
一研为腚完成签到,获得积分10
21秒前
cyx发布了新的文献求助10
24秒前
CCC完成签到 ,获得积分10
24秒前
小城故事和冰雨完成签到,获得积分10
24秒前
CR7完成签到,获得积分10
27秒前
小蓝完成签到,获得积分10
29秒前
arui完成签到,获得积分10
29秒前
liyuxuan完成签到,获得积分10
30秒前
杨榆藤完成签到,获得积分10
33秒前
三三完成签到 ,获得积分10
34秒前
断鸿完成签到 ,获得积分10
36秒前
十元完成签到,获得积分10
36秒前
取法乎上完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
康康完成签到 ,获得积分10
39秒前
月月月鸟伟完成签到,获得积分10
40秒前
41秒前
lele2025发布了新的文献求助10
42秒前
45秒前
lmq完成签到 ,获得积分10
46秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736779
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3280679
关于积分的说明 10020459
捐赠科研通 2997414
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644533
邀请新用户注册赠送积分活动 782083
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749656