Close to 90% Single-Pass Conversion Efficiency for CO2 Electroreduction in an Acid-Fed Membrane Electrode Assembly

法拉第效率 电极 电化学 膜电极组件 阴极 电流密度 材料科学 化学工程 化学 碳酸盐 扩散 无机化学 分析化学(期刊) 色谱法 物理化学 电解质 热力学 有机化学 物理 工程类 量子力学 生物化学
作者
Binbin Pan,Fan Jia,Jie Zhang,Yuqing Luo,Cong Shen,Chaoqiang Wang,Yuhang Wang,Yanguang Li
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:7 (12): 4224-4231 被引量:102
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.2c02292
摘要

The formation of (bi)carbonates is a pressing issue for CO2 electroreduction in neutral or alkaline solutions. It adversely causes low single-pass conversion efficiency as a result of (bi)carbonate crossover, as well as limited device lifetimes as a result of (bi)carbonate precipitation at the cathode. One emerging solution to circumvent this challenge is conducting the reaction in acids. To this end, we here demonstrate an acid-fed membrane electrode assembly (MEA) for CO2 electroreduction to CO. A diluted electrolyte with an H+ to Cs+ ratio of 1:1 and a relatively low current density are optimal conditions to achieve high CO Faradaic efficiencies. A relatively high H+ versus Cs+ ratio offers high electrocatalytic activities. By systematically evaluating the impact of H+ and Cs+ concentration on the electrochemical performance, we uncover the essential role of the balance between the rates of (bi)carbonate formation and H+ diffusion in determining the selectivity and activity. As a result, we report a CO partial current density of ∼105 mA cm–2 at an ∼4 V cell voltage, a near-doubled activity toward CO compared to a neutral MEA at a similar voltage. Under the optimal conditions for long-term operation, our acid-fed membrane electrode assembly is capable of delivering a CO Faradaic efficiency of ∼80%, an extraordinary single-pass conversion efficiency of ∼90% (about twice that of neutral MEA), and a 50 h long-term stability notably superior to those in previous reports.
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
退退退上尉完成签到,获得积分10
1秒前
清秀面包发布了新的文献求助10
1秒前
Hello应助负责御姐采纳,获得10
2秒前
strainf发布了新的文献求助10
3秒前
Pierce发布了新的文献求助10
3秒前
飞兰完成签到,获得积分10
5秒前
汉堡包应助感动归尘采纳,获得10
10秒前
11秒前
hzz完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
OuO完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
FIN应助秋嵩采纳,获得20
16秒前
ceeray23应助荡秋千的猴子采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
23秒前
24秒前
xacd完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
Ava应助Wendy采纳,获得10
27秒前
Someone发布了新的文献求助30
27秒前
28秒前
30秒前
pbf发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
34秒前
huahua诀绝子完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
ding应助晚棠采纳,获得10
35秒前
37秒前
Jiaqiang关注了科研通微信公众号
37秒前
认真的弼发布了新的文献求助10
37秒前
tutu发布了新的文献求助10
39秒前
linlin应助xw采纳,获得30
39秒前
40秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
41秒前
沉默问萍发布了新的文献求助10
41秒前
41秒前
难过翠琴完成签到,获得积分10
41秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Aspects of Babylonian celestial divination : the lunar eclipse tablets of enuma anu enlil 1500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3458644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3053442
关于积分的说明 9036584
捐赠科研通 2742678
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1504484
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695312
邀请新用户注册赠送积分活动 694494