Scaling the Electrochemical Conversion of CO2 to CO

缩放比例 电化学 材料科学 化学 电极 物理化学 数学 几何学
作者
Kai Han,Ben C. Rowley,Maarten P. Schellekens,Sander J. T. Brugman,M. P. de Heer,Lucas Keyzer,Paul J. Corbett
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:9 (6): 2800-2806 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.4c00936
摘要

The key challenges for the industrial electrolysis of CO2 into CO are the low CO2 conversion, restricted scale-up, and poor long-term operation. Systematic process design and electrolyzer engineering are essential for addressing these challenges and exploiting the full potential of commercial CO2 electrolysis. In this study, we employed a bipolar membrane (BPM) in a pressurized electrolyzer with a 25 cm2 active area to achieve a maximum FECO of 93% with a cell voltage of 3.5 V and a maximum CO2 single-pass conversion of 70% without detecting CO2 crossover. In addition, we upscaled the system active area from 5 to 250 cm2 and showed that this increase did not result in a loss of performance. In particular, the performance on the pressurized 100 cm2 electrolyzer established an average FECO of 85% with a CO2 single-pass conversion of 60% for over 120 h. This provides practical approaches for transitioning from laboratory-scale to industrial-scale electrolysis.
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