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摘要:在过去十年中,电化学 CO 还原 (COR) 系统的可访问活动数量级增加了,特别是通过实施气体扩散电极 (GDE) 架构。随着 GDE 的有效几何面积(cm 2 到 m 2 )的扩大,反应器性能可能会因物理和化学空间变化而发生变化,而多相和多产品电化学系统的化学复杂性使这种变化变得复杂。这项工作通过多端口采样反应器测量和评估 COR 性能指标,以测量 COR GDE 通道下游的反应物和产物浓度。研究发现,氢气析出反应 (HER) 的法拉第效率 (FE) 在通道下游增加,这主要是由于 CO 分压的降低,而乙烯的选择性在通道下游保持相对恒定。这项工作强调了随着电化学反应器的物理扩大,性能的不均匀性,对 COR 和 CO2R 系统的未来扩展具有重要意义。R
锌电极处的树突状生长和形状变化,[4-10]锌 - 空气电池的性能仍然受到正极氧反应的缓慢动力学的限制。[1,11]已大力努力发展催化剂,以降低正极反应的过电势。在这种情况下,双功能催化剂的发展既可以使充电期间的氧气进化反应(OER)和放电期间的氧还原反应(ORR)受到了最近的关注。[1,2,11 - 13]但是,即使在锌 - 空气电池中具有高性能双功能催化剂,其预期的能量效率也接近65%,[14]必不可少的进一步改进,以进一步改进竞争性实施。Balamurugan等。[15]
摘要 近年来,二次金属空气电池作为与可再生能源相结合的储能技术,受到了广泛关注。传统气体扩散电极中碳的氧化缩短了二次金属空气电池的寿命。用沸石代替碳基材料是解决这一问题的可能解决方案,这也是本文的目的。沸石是一种天然或合成的多孔材料,可提供必要的气体渗透性。通过按照专门开发的程序将沸石与适量的聚四氟乙烯混合,可确保电极具有所需的疏水性。实验是在自制的测试电池中进行的,该测试电池可确保在半电池和全电池配置中进行测量。在本研究中,测试是在带有氢参比电极的 3 电极自制半电池配置中进行的。电池分别在充电/放电电流 ±2 mA cm -2 下进行循环。所得结果表明,在气体扩散层中用沸石代替碳是优化气体扩散电极的一个有希望的方向。
摘要:太阳能驱动的二氧化碳还原是合成燃料和化学品的碳中性途径。我们在此报告使用光伏电池直接供电的气体扩散电极 (GDE) 进行太阳能驱动的 CO 2 还原的结果。GaInP/GaInAs/Ge 三结光伏电池用于为采用 Ag 纳米颗粒催化剂层的反向组装气体扩散电极供电。在 1 个太阳的模拟 AM 1.5G 照明下,该装置的太阳能到 CO 能量转换效率为 19.1%。使用反向组装 GDE 可防止催化剂床从湿润转变为充满,并使装置稳定运行 >150 小时而没有效率损失。在加利福尼亚州帕萨迪纳市的环境太阳光照下进行了户外测量,结果显示太阳能转化为二氧化碳的峰值效率为 18.7%,二氧化碳生成率为每天 47 毫克·厘米 −2,日平均太阳能转化为燃料的效率为 5.8%。
1 埃及新堡阿拉伯城科学研究与技术应用城先进技术与新材料研究院高分子材料研究部,2 埃及新堡阿拉伯城科学研究与技术应用城先进技术与新材料研究院纳米材料与复合材料研究部,3 埃及新堡阿拉伯城科学研究与技术应用城信息学研究所 IRI 计算机工程应用部,4 葡萄牙里斯本大学里斯本高等技术学院先进材料物理与工程中心,5 埃及新堡阿拉伯城科学研究与技术应用城先进技术与新材料研究院