Matondo mingi sambu na kukota na site.com. Version ya navigateur yina nge ke sadila kele ti lusadisu ya CSS fioti. Sambu na kuzwa bambuma ya mbote, beto ke siamisa nge na kusadila version ya mpa ya navigateur na nge (to kukanga Mode Compatibilité na Explorateur Internet ). Na ntangu yina, sambu na kusadisa bantu ntangu yonso, beto ke monisa site yina kukonda kutula bifwanisu to JavaScript.
Kukulumusa mupepe ya ngolo na nzila ya kura na acide formique kele mutindu ya mbote ya kutomisa mutindu ya kusadila mupepe ya mbi mpe yau kele na bisadilu ya mbote mutindu nzila ya kubumba mupepe ya ngolo. Na kisalu yai, bo me salaka ngidika mosi ya bo ke bingaka électrode à zero sambu na kusala mbala mosi aside formique na nzila ya dioxyde de carbone. Kuyela ya mfunu ya teknolozi kele membrane ya kusoba ba cation ya kutobula, yina, kana bo kesadila yo na mutindu mosi ya bo metunga na ntwala, yo kepesaka nzila nde aside formique yina mesalamaka na kisika yina membrane kekutanaka kubasika na nzila ya kisika yina masa kekwendaka na nzila ya anodique na kiteso ya fyoti mpenza ya 0,25 M. bima mpi mutindu bo me salaka yo yina ke monanaka mingi na ba cellule ya carburant mpi na electrolyse ya hydrogène, yo ke pesaka nzila ya kukwenda nswalu na kukuma nene mpi kuteka yo. Na kati ya selile ya 25 cm2, ntungulu ya mvingu ya bantu yina ke balukaka na nzila ya mvingu ya bantu ke pesaka >75% ya ngolo ya Faraday samu na aside formique na <2 V mpe 300 mA/cm2. Kima ya kuluta mfunu kele nde, kumeka ya bangunga 55 ya kukangama na 200 mA/cm2 monisaka ngolo ya Faraday ya kukangama mpi ngolo ya baselile. Kufiongunina ya tekinolozi-ekonomi ke sadilama samu na kumonisa ba nzila ya kuzwa ntalu ya kufwanana na ba mitindu ya kusala aside formique ya ntangu yayi.
Kukulumusa na nzila ya kura ya dioxyde de carbone na acide formique na kusadilaka kura yina ke vutukaka na luzingu me monisama na kukulumusa ntalu ya bisalu na 75%1 kana beto fwanisa yau na ba mitindu ya ntama yina ke sadilaka bima ya mvingu ya bantu. Mutindu ba me monisa yau na mikanda2,3, acide formique kele na bisadilu mingi, banda na nzila ya mbote mpe ya mbongo fioti ya kubumba mpe kunata hydrogène ti na kima ya kusadila samu na bisalu ya kimunganga4,5 to bisalu ya biomasse6. Bau me zaba nkutu nde acide formique kele kima ya ntete sambu na kubalula yau na nima na bima ya kati-kati ya carburant ya avio yina ke zingaka mingi na kusadilaka inzeniere ya metabolism7,8. Na nsadisa ya kuyela ya ekonomi ya aside formique1,9, bisalu mingi ya bansosa me tula dikebi na kutomisa mutindu ya kupona bima yina ke sadisaka na kusala mambu. Kansi, bikesa mingi kelanda na kutula dikebi na baselile H ya fyoti to baselile ya masa yina kesalaka na ngolo ya fioti (<50 mA/cm2). Na kukulumusa ntalu, kukuma na kisalu ya kuteka mpe kukumisa nene kukota na zandu na nima, kukulumusa mupepe ya yimbi (CO2R) fuana salama na ba ntalu ya ngolo ya courant (≥200 mA/cm2) mpe na ngolo ya ba cellule ya Faraday (FE)17 na ntangu ya kusadila mingi bima ya kura mpe kusadila bima ya ba batterie yina ke katukaka na CO2. ba apareyi samu na kubaka mbongo ya mvingu ya bantu18. Na zulu ya yau, samu na ku kumisa mfunu ya bisalu mpe kubuya bisalu ya nkaka ya ku landa, ba fwana kusadila acide formique mutindu bima ya nsuka na kifulu ya mungwa ya formate19.
Na nzila yayi, bikesa ya ntama ve me salama samu na kutunga bisadilu ya CO2R yina kele na mfunu ya bisalu ya bisalu ya mvingu ya bantu (GDE). Kutala diaka ya mvimba ya Fernandez-Caso na ba yankaka.20 ke tubila na bunkufi ba ntuadisi nyonso ya ba cellules électrochimiques samu na ku kulumusa ntangu nyonso CO2 na acide formique/format. Na kimvuka, ba ntungulu nyonso yina kele na ntuala lenda kukabwana na ba ndonga tatu ya nene: 1. Ba ntungulu ya ke lutaka na nzila ya masa19,21,22,23,24,25,26,27, 2. Ntunga mosi (nsinga ya kubalula ba kation (CEM)28, ntungulu ya kubalula ba anion (AEM)29 mpe 31. 1a Sambu na kutunga nzila ya katolite, bo ke salaka kisika mosi ya bo ke bingaka catholyte na kati ya membrane mpi katolite ya GDE sambu na kusala banzila ya ba ion na kati ya couche ya katolite ya ke sadisaka na kuzaba mambu yina ke salamaka na kati ya ntoto. 10:10, 11. 10 Kusadila katode ya SnO2 na zulu ya ntoto ya carbone yina kele ti nsinga ya katolite ya nene ya 1,27 mm, bo me lungisa tii na 90% ya FE 35 na 500 mA/cm2 Kuvukisa nsinga ya katolite ya nene mpi nsinga ya katolite ya ke balukaka na nima ya nsinga ya ke pesaka bandilu ya VPM. 15% Samu na kutomisa ngolo ya ngolo, Li na ba yankaka, na kusadilaka ngidika mosi ya CEM, me lungisa FE 29 ya 93,3% na ngolo ya ngolo ya 51,7 mA/cm2 na nzila ya filtre ya CEM ya sin. mA/cm2. Kansi, bametode nyonso ke basisaka format na kifulu ya bima yina ba ke zolaka, acide formique Na zulu ya mambu ya nkaka yina ba ke lombaka samu na kusadila, na ba ntuadisi ya CEM, ba format mutindu KCOOH lenda vukana nswalu na kifulu ya GDE mpe ya kutambula, yina ke sala ti ba nsiku ya kutambula mpe nsuka-nsuka ba cellule kufwa.
Kufwanisa ba nzila tatu ya kuzaba mingi ya CO2R na ba nzila ya kubalusa bisadilu ya format/acide formique na mutindu ya kutunga yina ba me pesa na kulonguka yayi. b Kufwanisa ntalu ya mvimba ya ntangu yayi mpe mbutu ya aside formique/formique samu na ba ntuadisi ya ba katolite, ba ntuadisi ya sandwich, ba ntuadisi ya CEM mosi na mikanda (yina me monisama na Tableau ya ku yidika S1) mpe kisalu na beto. Bidimbu ya kukanguka ke monisa nde bo me basisa solution ya format, mpi bidimbu ya ngolo ke monisa nde bo me basisa acide formique. *Kuyidika ya bo me monisa na kusadilaka hydrogène na anode. c Kuyidika MEA ya zero-gap na kusadilaka nsinga ya bipolaire ya kuvukisa ti couche ya kusoba ya ba cation ya kutobula yina ke salaka na mutindu ya kukwenda na ntwala.
Samu na kukanga nzila na kusalama ya formate, Proietto na ba mpangi na yandi. 32 sadilaka ngidika mosi ya bo ke bingaka filtre ya kukonda kukabwana yina masa ya kukonda ion ke lutaka na kati ya bima yina kele na kati. Nsadulu lenda kuma >70% CE na kati ya ntalu ya ngolo ya ntangu yayi ya 50–80 mA/cm2. Mutindu mosi, Yang ti bankaka. 14 pesaka dibanza ya kusadila nsinga ya ngolo ya ke sadisaka na kubasisa masa na kati ya CEM mpi AEM sambu na kusadisa na kusala aside formique. 31,36 me kuma na 91,3% ya FE na kati ya selile ya 5 cm2 na 200 mA/cm2, yina me basisa 6,35% ya masa ya aside formique. Xia mpi bankaka. Na kusadilaka mutindu mosi ya kutunga, 83% ya kubalula ya CO2 na FE ya acide formique me salama na 200 mA/cm2, mpe ba me meka ngolo ya ngidika na bangunga 100 na ba miniti 30. Ata ba mvutu ya fioti ke pesa kivuvu, ntalu ya mingi mpe mpasi ya ba résines ya kusoba ba ions ya ba pores ke sala ti yau vuanda mpasi na ku pesa ba nzila ya kutunga ba nzila ya kati na ba nzila ya nene (mu mbandu, 1000 cm2).
Samu na kumona na mabanza mvingu ya bantu na ba nzila ya kutunga ya kuswaswana, beto me tula na ndonga ya mvingu ya bantu na kWh mosi samu na ba nzila nyonso yina beto me tubila na zulu mpe beto me tula yau na kifwanisu 1b. Yau kele pwelele awa nde konso ngidika yina kele na katolyte to couche ya kati-kati tasala mbote na ngolo ya kura ya fyoti mpi yo tabeba na ngolo ya ngolo ya kura, kisika ndilu ya ohme lenda monisa ngolo ya selile. Dyaka, ata ngidika ya CEM yina kesadilaka ngolo mingi kepesaka ngolo ya kusala aside formique molaire mingi na kWh mosi, kuvukisa mungwa lenda nata kubeba ya nswalu ya bisalu na ngolo ya ngolo ya courant.
Na kufiongunina mitindu ya kukonda kununga yina beto tubilaka na ntwala, beto salaka kimvuka mosi ya ba électrode (MEA) yina kele ti BPM ya ke kwenda na ntwala ya bo me vukisa ti membrane ya ke sobaka ba cation (PCEM) ya bo me tobula. Kutunga ya nzo me monisama na kifwanisu 1c. Bau ke kotisaka masa (H2) na kati ya anode sambu na kubasisa ba proton na nzila ya mvingu ya masa ( HOR ). Bau ke kotisaka couche ya PCEM na kati ya ngidika ya BPM samu na kupesa nzila na ba ion ya formate yina me basika na cathode na kuluta na kati ya AEM, kuvukana na ba protons samu na kusala acide formique na kisika ya BPM ke kutana mpe na ba pores ya kati kati ya CEM, mpe na manima kubasika na nzila ya anode ya GDE mpe kisika ya kutambula. . Na kusadilaka ntuadisi yayi, beto me kuzwa >75% ya FE ya aside formique na <2 V mpe 300 mA/cm2 samu na kizunga ya selile ya 25 cm2. Kima ya kuluta mfunu kele nde, mutindu bo salaka yo ke sadilaka bima yina bo ke tekaka mpi bisadilu yina bo ke sadilaka sambu na kusala ba cellule ya carburant mpi ba izine yina ke salaka electrolyse ya masa, yo ke pesaka ntangu ya nswalu sambu na kusala bima mingi. Ba ntuadisi ya ba katolite kele na ba nzila ya kutambula ya ba katolite yina lenda sala ti pression kuvanda ve na kati ya ba fase ya gaz mpe ya masa, mingi mingi na ba ntuadisi ya ba cellule ya nene. Sambu na ba sandwich yina kele ti ba couche ya masa yina ke basikaka na nzila ya masa, yo ke lombaka kusala bikesa mingi sambu na kuyidika mbote-mbote couche ya kati-kati yina kele ti ba pore sambu na kukulumusa kubwa ya pression mpi kuvukisa mupepe ya mbi na kati ya couche ya kati-kati. Mambu yai yonso zole lenda sala nde masolo ya baselile kubeba. Yo kele mpi mpasi na kubasisa ba couche ya fioti ya porose yina ke telamaka yo mosi na kiteso ya nene. Na kuswaswana, ngidika ya mpa yina ba me pesa kele ngidika ya MEA ya zero-gap yina kele ve na kisika ya kutambula to couche ya kati-kati. Kana beto fwanisa yo ti baselile ya nkaka ya électrochimique yina kele dezia, mutindu yina bo ke zola kusala yo kele ya kuswaswana sambu yo ke pesaka nzila ya kusala mbala mosi aside formique na mutindu mosi ya lenda kuma nene, ya ke sadilaka ve ngolo mingi mpi ya ke vandaka ve ti kisika ya kukangama.
Samu na kukanga nzila na ntungulu ya hydrogène, bisalu ya nene ya kukulumusa CO2 me sadila ba nzila ya kutunga ba nzila ya MEA na AEM na kuvukisa na ba nzila ya kusadila na nzila ya mvingu ya bantu (mu mbandu, KOH 1-10 M) samu na kusala ba nzila ya mvingu ya bantu na nzila ya mvingu ya bantu (mutindu ke monisama na kifwanisu 2a). Na ba ngidika yayi, ba ion ya formate yina me salama na cathode ke lutaka na kati ya nsinga ya nsinga mutindu bima ya kele na charge ya yimbi, na manima KCOOH ke salamaka mpe ke basikaka na nzila ya nzila ya KOH ya anodique. Ata FE ya formate na tension ya cellule vuandaka mbote na luyantiku mutindu ke monisama na kifwanisu 2b, kumeka ya kukangama me sala ti FE kukulumuka kitezo ya 30% kaka na 10 h (kifwanisu S1a–c). Yau fuana zaba ti kusadila anolyte ya KOH 1 M kele mfunu mingi samu na kufiongunina ngolo ya kuluta ya anodique na ba nzila ya mvingu ya bantu (OER)37 mpe kukumisa nzila ya kukota na kati ya mbeto ya mvingu ya bantu33. Kana ntalu ya anolyte me kulumuka na 0,1 M KOH, ngolo ya baselile mpe ngolo ya aside formique (kuvidisa ya aside formique) ke kuma mingi (Kifwanisu S1d), yina ke monisa mvingu ya bima ya zero. Bau tadilaka kiteso ya oxidation ya formate na kusadilaka bilan ya masa ya mvimba; sambu na kuzaba mambu mingi, tala kitini “Bametode.” Bau me longuka mpe bisalu ya kusadila MEA mpe ba nzila ya kutunga ya CEM mosi, mpe ba mvutu me monisama na kifwanisu S1f,g. Format ya FE yina ba me vukisa na katode vuandaka >60% na 200 mA/cm2 na luyantiku ya kumeka, kansi yau bebaka nswalu na kati ya bangunga zole samu na kuvukisa mungwa ya katode yina beto me tubila na ntuala (Kifwanisu S11).
Kusala nzila ya MEA ya zero na CO2R na katode, mvingu ya bantu (HOR) to OER na nzila ya mvingu ya bantu, mpe mvingu ya bantu mosi ya AEM na kati ya kati. b FE na ngolo ya selile samu na ntuala yayi na 1 M KOH na OER ke tambula na anode. Barre ya bifu ke monisa kukabwana ya norme ya ba mesure tatu ya kuswaswana. na FE na ngidika ya selile na H2 na HOR na anode. Bau kesadilaka mikubu ya kuswaswana sambu na kuswaswanisa kusalama ya aside formique ti aside formique. d Kifwanisu ya MEA na BPM me baluka na ntwala na kati kati. FE na ngolo ya bateri na ntangu na 200 mA/cm2 na kusadilaka ngidika yai. f Kifwanisu ya kuzenga ya MEA ya BPM ya ke kwenda na ntwala na nima ya kumeka ya nkufi.
Sambu na kubasisa aside formique, bo ke kotisaka hydrogène na kima mosi ya ke sadisaka na kusala aside formique ( Pt/C ) na anode. Mutindu kifwanisu 2d ke monisa yau, BPM mosi ya ke kwendaka na ntwala yina ke basisaka ba proton na anode me sosama ntete sambu na kuzwa aside formique. Kima ya ke twadisaka BPM me fwa na nima ya kusala miniti 40 na ngolo ya 200 mA/cm2, yina me kwenda nzila mosi ti ngolo ya kuluta 5 V (Kifwanisu 2e). Na nima ya kumeka, bo monaka nde bo me fwa na kisika yina CEM/AEM ke kutana. Katula ba anion mutindu ba nsinga ya kukangama, ba nsinga ya kukangama mpe ba nsinga ya kukangama lenda mpe kuluta na kati ya nsinga ya AEM mpe kusala na ba protons na kisika ya kukutana ya CEM/AEM samu na kubasisa gaz ya CO2 mpe masa ya masa, yina ke nata na kufwa ya BPM (Kifwanisu 2f) mpe , nsuka-nsuka ke nata kufwa ya baselile.
Na kutadila bisalu na ba nzila ya kukonda ngolo ya ntuadisi ya zulu, ba me pesa ngindu ya kutunga ya mpa ya MEA mutindu me monisama na kifwanisu 1c mpe me monisama na kifwanisu 3a38. Awa, couche ya PCEM ke pesa nzila ya kutambula ya acide formique na ba anions katuka na nzila ya CEM/AEM, na mutindu yina, yau ke kulumusa kimvuka ya bima yina. Na ntangu yina mosi, nzila ya kati-kati ya PCEM ke twadisaka aside formique na kati ya kisika ya kupanzana mpi ya masa ke tambulaka, ebuna yo ke kulumusaka mpila ya kukangama ya aside formique. Ba mvutu ya ku polarisasio na kusadilaka ba AEM yina kele na nene ya 80, 40 na 25 mm me monisama na kifwanisu 3b. Mutindu beto vandaka kuvingila, ata ngolo ya selile ya mvimba ke kuma mingi kana AEM ke kuma nene, kusadila AEM ya nene ke kangaka nzila na kupanzana ya acide formique na nima, ebuna yo ke kumisaka pH ya katode mingi mpi yo ke kulumusaka H2 (Kifwanisu 3c–e).
a Kifwanisu ya ntungulu ya MEA na AEM na CEM ya kutobula na ba nzila ya kutambula ya acide formique ya kuswaswana. b Tension ya cellule na ba densité ya courant ya kuswaswana mpe ba épaisseurs ya AEM ya kuswaswana. na EE na ba nsinga ya kura ya mutindu na mutindu na AEM ya nene ya 80 m (d) 40 m, e) 25 m. Barre ya bifu ke monisa kukabwana ya bo me tesaka na bambandu tatu ya kuswaswana. f Ba mvutu ya simu ya mvingu ya bantu na ntalu ya pH na kisika ya CEM/AEM na ba mvingu ya bantu ya AEM ya kuswaswana. f PC na pH na kati ya couche ya katode ya katalyse na ba épaisseurs ya filme AEM ya kuswaswana. g Kukabula na mitindu zole ya mvingu ya bantu na nzila ya CEM/AEM na nzila ya kutobula.
Kifwanisu S2 ke monisa kukabula ya mvingu ya bantu na pH na kati ya nene ya MEA na kusadilaka mbandu ya bima ya nsuka ya Poisson. Yau ke yitukisa ve na kumona ti ntalu ya mingi ya aside formique, 0,23 mol/L, ke monanaka na kisika ya CEM/AEM ke vukanaka, samu ti aside formique ke salamaka na kisika yayi. Kuvukisa ya aside formique na nzila ya AEM ke kulumuka nswalu mutindu nene ya AEM ke kuma mingi, yau ke monisa ngolo ya nene ya kupesa masa mpe fulu ya fioti ya aside formique samu na kupanzana ya nima. Bifwanisu 3 f na g ke monisa ntalu ya pH na ya aside formique na kati ya mbeto ya catalyseur ya cathode yina me katuka na kupanzana ya nima mpe kukabula ya ba nzila zole ya aside formique, na kulandana. Kana nsinga ya AEM kele fioti, aside formique ke vandaka mingi pene-pene ya katode, mpi pH ya katode ke kumaka aside. Na yina, ata ba membrane ya AEM ya nene ke nataka kuvidisa ya ohmique mingi, yau kele mfunu mingi samu na kukanga nzila na kuvutuka ya aside formique na cathode mpe kukumisa ngolo bunkete ya ngolo ya ngidika ya aside formique ya FE. Na nsuka, kukumisa nene ya AEM na 80 μm me nata FE >75% samu na aside formique na <2 V mpe 300 mA/cm2 samu na kizunga ya selile ya 25 cm2.
Sambu na kumeka ngolo ya nzo yai ya bo me tunga na PECM, bo vandaka kutanina ngolo ya bateri na 200 mA/cm2 na nsungi ya bangunga 55. Ba mvutu ya mvimba me monisama na kifwanisu ya 4, na ba mvutu ya bangunga 3 ya ntete me monisama na kifwanisu S3. Na ntangu ya kusadila nsinga ya anode ya Pt/C, ngolo ya selile kumaka mingi na kati ya minuta 30 ya ntete (Kifwanisu S3a). Na nsungi ya ntangu mingi, ngolo ya selile vandaka kaka pene-pene ya kukonda kusoba, yo vandaka kupesa ntalu ya kubeba ya 0,6 mV/h (Kifwanisu 4a). Na luyantiku ya kumeka, PV ya acide formique yina ba me vukisa na anode vuandaka 76,5% mpe PV ya hydrogène yina ba me vukisa na cathode vuandaka 19,2%. Na nima ya ngunga ya ntete ya kumeka, FE ya hydrogène kulumukaka na 13,8%, yina ke monisa nde kupona ya formate me kuma mbote. Kasi, ntalu ya mvingu ya bantu na kati ya ngidika me kulumuka na 62,7% na ngunga 1, mpe ntalu ya mvingu ya bantu na nzila ya mvingu ya bantu me kuma mingi katuka na pene-pene ya zero na luyantiku ya kumeka tii na 17,0%. Na nima, FE ya H2, CO, aside formique mpe ntalu ya anodique ya aside formique bikalaka kaka mutindu mosi na ntangu ya kumeka. Kukuma mingi ya mvingu ya bantu na ngunga ya ntete lenda salama samu na kuvukisa ya mvingu ya bantu na kisika ya PCEM/AEM. Na ntangu ntalu ya aside formique ke kuma mingi, yau ke basika kaka ve na nzila ya dibulu ya membrane, kansi yau ke panzana mpi na nzila ya FEM yau mosi mpe ke kota na kati ya couche ya anode ya Pt/C. Sambu aside formique kele masa na 60°C, kuvukana na yau lenda nata bampasi na kutambula ya masa mpi yau lenda sala nde masa kukuma masa mingi kuluta hydrogène.
a Voltage ya selile na ntangu (200 mA/cm2, 60 °C). Kukota ke monisa kifwanisu ya mikroskope ya optique ya kitini ya MEA mosi ya kele ti EM ya kutobula. Barre ya nene: 300 μm. b Bunkete ya PE na acide formique mutindu kisalu ya ntangu na 200 mA/cm2 na kusadilaka anode ya Pt/C.
Kubongisa ya ba mbandu na luyantiku ya kumeka (BOT) na ntangu ya kubongisa mpe na nsuka ya kumeka (EOT) na manima ya 55 h ya kumeka ya kukangama, ba monisaka yau na kusadilaka nzila ya mvingu ya bantu (nano-CT), mutindu ke monisama na kifwanisu 5 a. 1207 nm kana beto fwanisa yau na 930 nm samu na BOT. Bifwanisu ya mvingu ya bantu (HAADF-STEM) mpe ba mvutu ya mvingu ya bantu yina ke panzaka ngolo (EDS) me monisama na kifwanisu 5b. Na ntangu yina, nsinga ya BOT kele ti bima mingi ya fioti-fioti mpi mwa bima ya nene yina ke vukanaka, na etape ya EOT, bo lenda kabula nsinga ya BOT na bisika zole ya kuswaswana: mosi kele ti bima ya ngolo ya nene kibeni mpi ya nkaka kele ti bisika yina kele ti ba pore mingi. Ntalu ya bima ya fioti-fioti. Kifwanisu ya EDS ke monisa nde bima ya nene ya ngolo ke vandaka ti Bi mingi, ziku Bi ya bibende, mpi bisika yina kele ti ba pore ke vandaka ti mupepe mingi. Kana selile ke sala na 200 mA/cm2, ngolo ya mbi ya katode ta sala nde Bi2O3 kukulumuka, mutindu yo ke monana na ba mvutu ya spectroscopie ya kubaka rayon X na kisika yina beto ta tubila na nsi. Ba mvutu ya ba carte ya HAADF-STEM mpe ya EDS ke monisa ti Bi2O3 ke luta na nzila ya ku kulumusa, yina ke sala ti ba zimbisa mupepe mpe ke vukana na bima ya nene ya bibende. Ba nzila ya kupanzana ya rayons X ya ba nzila ya BOT na EOT ke ndimisa ntendula ya ba nsangu ya EDS (Kifwanisu 5c): kaka Bi2O3 ya kristale me monana na kati ya nzila ya BOT, mpe bimetal ya kristale me monana na kati ya nzila ya EOT. Samu na kubakisa bupusi ya ngolo ya katode na kifulu ya kuyoka ya katode ya Bi2O3, ba sobaka tiya banda na ngolo ya nziunga ya kukangula (+0,3 V vs RHE) tii na -1,5 V (vs RHE). Bau ke monaka ti fase ya Bi2O3 ke banda na kukulumuka na -0,85 V na yina me tala RHE, mpe kukulumuka ya ngolo ya nzila ya mpembe na kizunga ya nsuka ya spectre ke monisa ti Bi ya kibende ke kulumuka na 90% ya RHE na -1,1. V na RHE (Kifwanisu 5d). Ata mutindu ya kusala mambu kele inki mutindu, kupona ya mvimba ya formate na kati ya katode ke sobaka ve, mutindu beto me baka yo na H2 mpi CO FE mpi na kusalama ya aside formique, ata bansoba ya nene me salama na mutindu ya kutunga katode, na mutindu ya kukangama ya bima yina ke sadisaka na kukangama ngolo, mpi na mutindu ya kutunga bima ya fioti-fioti.
a Kuyidika ya bima tatu ya ke sadisaka na kubasisa masa mpi kukabula ya bima yina ke sadisaka na kukanga bima yina bo me baka na kusadilaka CT ya rayon X nano. Barre ya nene: 10 μm. b Na zulu ya 2: Bifwanisu ya HAADF-STEM ya ba nsinga ya katode ya ba nsinga ya BOT na EOT. Barre ya nene: 1 μm. Na nsi ya 2: Bifwanisu ya nene ya HADF-STEM mpi ya EDX ya couche cathode ya ntungulu ya EOT. Barre ya nene: 100 nm. c Ba nzila ya kupanzana ya ba rayons X ya ba mbandu ya katode ya BOT na EOT. d Ba nzila ya kuzwa ba rayon X na kifulu ya nzila ya Bi2O3 na kati ya KOH 0,1 M mutindu kisalu ya ngolo (0,8 V tii na -1,5 V na RHE).
Samu na kuzaba mbote-mbote inki mabaku kele samu na kutomisa mutindu ya kusadila ngolo na kukanga nzila na kukangama ya acide formique, ba sadilaka electrode ya referansi H2 samu na kuzaba lusadusu ya kuvidisa ngolo39. Na ntalu ya ngolo ya kura yina kele na nsi ya 500 mA/cm2, ngolo ya cathode ke bikalaka na nsi ya -1,25 V. Ngolo ya anode ke kabuanaka na bitini zole ya nene: ngolo ya kura ya kusoba HOR mpi ntalu ya ngolo ya kuluta ngolo ya théorie HOR 40 yina bo me bikulaka na nzila ya equol yina bo me tesaka ntete sambu na kitini ya Bulter-V. aside. Na nsadisa ya mambu yina ke salamaka malembe mingi kana beto fwanisa yo ti HOR41, ntalu ya fioti ya mambu yina ke salamaka na anode lenda sala nde ngolo ya anode kukuma mingi. Ba mvutu ke monisa nde kubuyisa ya mvimba ya aside formique anodique lenda katula pene-pene ya 500 mV ya ngolo ya kuluta.
Samu na kumeka ntalu yayi, ba sobaka kitezo ya masa yina ke katukaka na ba ion (DI) na kisika ya kukotila ya anode samu na ku kulumusa kitezo ya acide formique yina ke basikaka. Bifwanisu 6b na c ke monisa FE, ntalu ya aside formique, mpe ngolo ya baselile mutindu kisalu ya DI na anode na 200 mA/cm2. Na ntangu ntalu ya masa ya kukonda ba ion vandaka kuluta katuka na 3,3 mL/min tii na 25 mL/min, ntalu ya aside formique na anode vandaka kukulumuka katuka na 0,27 mol/L tii na 0,08 mol/L. Na kufwanisa, kusadila ngidika ya sandwiche yina Xia ti bankaka me pesa. 30 bo bakaka ntalu ya aside formique ya 1,8 mol/L na 200 mA/cm2. Kukulumusa ntalu ya bima ke tomisa FE ya mvimba ya aside formique mpe ke kulumusa FE ya H2 mutindu pH ya katode ke kuma alcaline mingi samu na kukulumusa mvingu ya bantu na nima ya aside formique. Kukulumusa ntalu ya aside formique na fulu ya kuluta mingi ya DI kukatulaka mpi penepene na kuyoka ya aside formique, yina kusalaka nde ngolo ya baselile yonso kuvanda kaka na nsi ya 1,7 V na 200 mA/cm2. Tiya ya bateri ke vandaka mpi ti bupusi na kisalu ya mvimba, mpi bamvutu ke monanaka na kifwanisu S10. Na yau, ba inzo ya PCEM lenda tomisa mingi ngolo ya kusadila na kukanga nzila na kukangama ya aside formique, ata na nzila ya kusadila ba nsinga ya anodique yina kele na kupona ya mbote ya hydrogène na nzila ya aside formique to na nzila ya bisalu ya bisadilu.
a Kupanzana ya ngolo ya selile na kusadilaka nsinga ya H2 ya ke salaka na 60 °C, anode ya Pt/C mpi AEM ya 80 μm. b Ba ntalu ya FE na ba acide formique yina ba me vukisa na 200 mA/cm2 na kusadilaka ba vitesi ya mutindu na mutindu ya masa ya kukonda ba ion. c Kana anode ke vukisa aside formique na ba ntalu ya kuswaswana, ngolo ya selile ke vandaka 200 mA/cm2. Barre ya bifu ke monisa kukabwana ya norme ya ba mesure tatu ya kuswaswana. d Ntalu ya fioti ya kuteka me kabuana na bisalu na ba ntalu ya mutindu na mutindu ya masa ya kukonda ion na kusadilaka ntalu ya kura ya insi ya mvimba ya 0,068$/kWh na 4,5$/kg ya hydrogène. (*: Bau ke yindulaka nde ntalu ya fioti ya aside formique na anode kele 10 M FA, ntalu ya kura ya insi ya mvimba kele 0,068 $/kWh, mpe hydrogène kele 4,5 $/kg. 0,03 $/kWh, mpe nzila ya matonsi ke monisa ntalu ya zandu ya 85% ya FA.
Kufiongunina ya tekinolozi na mbongo (TEA) salamaka samu na kuzwa ntalu ya fioti ya kuteka ya ba kimvuka ya mazuti na ba nzila ya bisalu mingi, mutindu ke monisama na kifwanisu 5d. Ba nzila na ba nsangu ya ntuala samu na TEA lenda kuzwama na SI. Kana ntalu ya LC na kati ya anode ya kubasisa masa kele mingi, ata tension ya cellule kele mingi, ntalu ya mvimba ya kimvuka ya carburant ke kulumuka sambu na ntalu ya kukabula. Kana ba lenda kufiongunina oxidation anodique ya acide formique na nzila ya kutunga ba ntuidi to tekiniki ya ba kura, kuvukisa ngolo ya fioti ya ba cellule (1,66 V) mpe ntalu ya mingi ya FA na kati ya masa ke basika (10 M) zolaka kukulumusa ntalu ya kusala FA na nzila ya kura na 0,74 dolare ya Amerika/kg (yina me simbama na kura). ntalu) 0,068 $/kWh na 4,5 $/kg ya masa42. Dyaka, kana beto vukisa yau na ntalu ya bilumbu ke kwisa ya kura ya kuvutukila ya 0,03 $/kWh mpe hydrogène ya 2,3 $/kg, lukanu ya masa ya mvindu ya FA ke kulumuka na ba milio 1,3, yina ke sala ti ntalu ya nsuka ya kusala kisalu ke kuma 0,66 $ ya Amerika/kg43. Yau lenda fwanana ti ntalu ya zandu ya ntangu yai. Na yau, bikesa ya bilumbu kekwisa yina tatula dikebi na bima mpi na bima ya bo kesadilaka sambu na kusala ba électrode lenda kulumusa dyaka anodisation na ntangu yo kepesa nzila na kusala na ba tension ya baselile ya fyoti sambu na kubasisa ba LC mingi.
Na bunkufi, beto me longuka ba nzila mingi ya MEA ya zero-gap samu na kukulumusa CO2 na aside formique mpe beto me pesa ngindu ya nzila mosi yina kele na nzila ya bipolaire ya ntuala yina kele na nzila ya ntuala (PECM) samu na kusadisa nzila ya nzila ya kupesa masa ya nzila samu na aside formique yina ke basika. . Kubongisa yayi ke basisa >96% ya aside formique na ba ntalu ya 0,25 M (na ntalu ya DI ya anode ya 3,3 mL/min). Na ba ntalu ya DI ya kulutila (25 mL/min), ntuadisi yayi pesaka ngolo ya >80% ya FE ya 200 mA/cm2 na 1,7 V na kusadilaka kisika ya selile ya 25 cm2. Na ntalu ya DI ya anodique ya kati-kati (10 mL/min), ngidika ya PECM vandaka kutanina ngolo ya kukangama mpi ntalu ya ngolo ya FE ya acide formique na nsungi ya bangunga 55 ya kumeka na 200 mA/cm2. Kuvanda ngolo mingi mpi kupona yina bo ke salaka na nsadisa ya bima yina bo ke tekaka mpi bima ya bo ke sadilaka sambu na kusala bima ya nkaka lenda tomisa diaka kana bo vukisa yo ti bima yina bo me yidika mbote. Kisalu yina ta salama na nima ta tadila kuyidika mutindu ya kusala kisalu, kupona bima yina ke sadisaka na kusala anode, mpi mutindu ya kutunga MEA sambu na kukulumusa mvindu ya acide formique, ebuna yo ta sala nde masa yina ke basikaka na nitu kuvanda mingi na ba tension ya fioti ya baselile. Mutindu ya pete ya kusadila dioxyde de carbone sambu na aside formique yina bo me tubila awa ke katulaka mfunu ya ba chambre ya anolyte mpi ya catholyte, ya bima ya ke salaka sandwiche, mpi ya bima ya sipesiali, ebuna yo ke kumisaka ngolo ngolo ya baselile mpi ke kulumusaka mpasi ya ngidika, yo ke salaka nde yo vanda pete na kuyedisa yo. Kubongisa yina ba me pesa ke pesa nzila samu na kutunga na bilumbu ke kwisa ba inzo ya kubalusa CO2 yina lenda sadisa na mambu ya tekiniki mpe ya mbongo.
Katula kaka kana bo me tuba mutindu ya nkaka, bo sadilaka bima yonso ya kimunganga mpi ba solvant mutindu bo bakaka yo. Bau sumbaka bima yina ke sadisaka na kubasisa bima ya fioti-fioti (Bi2O3, 80 nm) na kompani mosi ya ke salaka bansosa na États-Unis. Bau sumbaka masa ya bunkete mingi (18,2 Ω, ngidika ya kusukula masa ya Milli-Q® Advantage A10) na kompani mosi ya nene ( Millipore Sigma ). Bau kesumbaka méthanol mpe acétone yina me ndimama na ACS na kompani ya VWR BDH® mpe na kompani ya Fisher. Bau vukisaka mfututu ya mvingu ya bantu na mvingu ya acétone mpe méthanol na kitezo ya 1:1 na kilo samu na kuzwa mfututu ya mvingu ya bantu na 6,5 ​​wt.%. Kubongisa encre ya mvingu ya bantu na kuvukisaka 20g ya Bi2O3, masa ya kukonda mvindu mingi, nPA mpe mvingu ya ionomère na kati ya dibungu ya 30ml. Na kati ya kimvuka yina, bo vandaka ti 30% ya kilo ya bima yina ke sadisaka na kusala kisalu, ntalu ya ionomère na kilo ya 0,02 mpi ntalu ya malafu na masa ya 2:3 (40% ya kilo ya nPA). Na ntwala ya kuvukisa, bau ke yikaka 70g ya bima ya kuzenga ya 5mm ya Glen Mills na kati ya bima yina bau ke vukisaka. Bau tulaka ba mbandu na zulu ya rouleau ya milangi ya FisherbrandTM na vitesi ya 80 rpm na nsungi ya bangunga 26. Bika encre kuvanda na miniti 20 na ntwala ya kutula yo. Bau tulaka encre ya Bi2O3 na kisadilu mosi ya Qualtech (QPI-AFA6800) na kusadilaka 1/2 ′′ x 16 ′′ ya kufulusa na nsinga ya laboratoire (Ba nsangu ya RD – diamètre 60 mil) na 22°C. 5 mL ya encre catalytique me tulama na zulu ya nzila ya kupanzana ya gaz carbonique (kubumba ba cellule ya carburant) na nzila ya kutula banti na vitesi ya mwayene ya kukangama ya 55 mm/sec. Tula ba électrode yai ya bo me pakula na fure mpi yumisa yo na 80 °C. Nzila ya kusala ba nsinga ya ba nsinga na bifwanisu ya ba nsinga ya GDE me monisama na bifwanisu S4a na b. Kima mosi ya bo ke bingaka fluorescence à rayons X (XRF) ndimisaka nde kizitu ya GDE yina bo me pakula vandaka 3,0 mg ya Bi2O3/cm2.
Sambu na ba ntungulu ya bima ya bo me vukisa yina kele ti bima ya ke sobaka ba anion (AEM) mpi CEM ya bo me tobula. Nafion NC700 (Chemours, États-Unis) yina kele na nene ya zina ya 15 μm, bo sadilaka yo bonso couche ya CEM. Bau ke losaka mbala mosi na zulu ya FEM na ntalu ya ionomère na carbone ya 0,83 mpe kisika ya kufika ya 25 cm2. 10E50E, kibende ya ntalu ya TANAKA) na kizitu ya 0,25 mg ya Pt/cm2 sadilaka mutindu ntuadisi ya anode. Bau sadilaka Nafion D2020 (Nguvu ya Ba-Ion, États-Unis) bonso ionomère sambu na couche anode ya kima yina ke sadisaka na kusala mambu. Kutobula ya CEM ke salamaka na kuzengaka banzila ya kufwanana na filme ya CEM na bantangu ya 3mm. Mambu ya fioti ya mutindu ya kutobula me monisama na bifwanisu S12b na c. Na kusadilaka tomografie ya rayon X, bau ndimisaka ti kisika ya kutobula vandaka 32,6 μm, mutindu yau ke monisama na kifwanisu S12d mpe e. Na ntangu ya kuvukisa baselile, bo tulaka nsinga ya CEM ya kutobula yina bo me pakula ti kima mosi ya ke sadisaka na kusala kisalu na zulu ya papie ya Toray ya 25 cm2 (5% ya PTFE ya bo me sadila, Magasin ya Baselile ya Carburant, na États-Unis). Bau tulaka nsinga ya AEM (PiperION, Versogen, États-Unis) na nene ya 25, 40 to 80 μm na zulu ya CEM mpe na manima na zulu ya cathode ya GDE. Bau zengaka nsinga ya AEM na bitini ya 7,5 × 7,5 cm samu na kufika kisika nyonso ya masa ke lutaka mpe bau tulaka yau na mpimpa ya mvimba na masa ya 1 M ya hydroxyde de potassium na ntwala ya kuvukisa yau. Ba anode mpe ba cathode nyonso zole kesadilaka ba nsinga ya PTFE yina kele nene mingi samu na kuzwa 18% ya ngolo ya GDE. Mambu ya fioti ya mutindu ya kuvukisa bateri me monisama na kifwanisu S12a.
Na ntangu ya kumeka, bo vandaka kutanina selile yina bo vukisaka na 60 °C (30, 60, mpi 80 °C sambu na kulonguka mutindu tiya ke tadilaka) ti 0,8 L/min ya gaz d’hydrogène yina bo vandaka kupesa na anode mpi 2 L/min ya gaz carbonique yina bo vandaka kupesa na cathode. Ba nzila ya mupepe ya anode mpe ya katode nyonso zole vuandaka ya kuyoka na 100% ya madidi ya kufwanana mpe 259 kPa ya ngolo ya katode ya mvimba. Na ntangu ya kisalu, bo vandaka kuvukisa masa ya gaz ya katode ti masa ya KOH 1 M na vitesi ya 2 mL/min sambu na kusadisa na kusadila mbeto ya katode ya ke sadisaka na kunata masa mpi na kunata masa. Kuvukisa nzila ya gaz ya anode na masa ya kukonda ion na vitesi ya 10 ml/min sambu na kukatula aside formique na anode. Mambu ya fioti ya kukota na kubasika ya bisadilu me monisama na kifwanisu S5. Mupepe ya ke basikaka na katode ke vandaka ti CO2 mpi yo ke basisaka CO mpi H2. Bo ke katulaka mupepe ya masa na nzila ya kima mosi (kima yina ke katulaka tiya na tiya fioti na 2°C). Bau ke vukisa gaz yina me bikala samu na kufiongunina ntangu ya gaz. Kutambula ya anode ta luta mpi na nzila ya kima mosi yina ke katulaka masa na gaz. Bau ke vukisa masa ya mvindu na ba nzungu ya bunkete mpe bau ke fimpa yau na kusadilaka chronométrie ya masa samu na kuzaba ntalu ya acide formique yina ke basika. Bo salaka baekzame ya kura na nsadisa ya kisadilu mosi (nimero ya 30K, Gamry, États-Unis). Na ntwala ya kutesa nzila ya polarisation, bo tulaka selile mbala 4 na kati ya 0 tii na 250 mA/cm2 na kusadilaka voltammétrie ligneuse ti vitesi ya 2,5 mA/cm2. Bau bakaka ba courbes ya polarisation na mutindu ya kukonda ngolo ti selile yina bo kangaka na ngolo mosi buna na nsungi ya miniti 4 na ntwala ya kubaka bifwanisu ya gaz cathode mpi ya masa ya anolyte.
Beto ke sadilaka nsinga ya référence ya hydrogène na MEA sambu na kukabula ngolo ya katode ti ya anode. Kubongisa ya nzila ya kusadila ke monisama na kifwanisu S6a. Bau sadilaka nsinga ya Nafion (Nafion 211, IonPower, États-Unis) bonso pont ya ionic sambu na kuvukisa nsinga ya MEA ti nsinga ya referansi. Nsuka mosi ya bande ya Nafion vandaka kukangama na 1 cm2 ya electrode ya kupanzana ya gaz (GDE) yina vandaka ti 0,25 mg ya Pt/cm2 (50 wt% ya Pt/C, TEC10E50E, Bibende ya Ntalu ya TANAKA) yina bo vandaka kulosila na zulu ya papie ya carbone 29BC (Fuel Cell USA). ). Bau kesadilaka bima ya sipesiali ya polyétheréthercétone (PEEK) sambu na kukanga gaz mpi kusala nde banzila ya GDE ti ya Nafion kukangama mbote, mpi sambu na kuvukisa nsinga ya referansi ti bima ya bo kesadilaka sambu na kusala carburant. Nsuka ya nkaka ya nsinga ya Nafion ke vukana na nsuka ya ke basika ya bateri ya CEM. Kifwanisu S6b ke monisa kitini ya nzila ya nzila ya referansi yina me vukana na MEA.
Na nima ya kubasika ya gaz kuluta na kati ya kima yina ke katulaka gaz ti masa, bo ke bakaka ba échantillons ya gaz na cathode. Bau fimpaka gaz yina bau vukisaka ata mbala tatu na kusadilaka GC Micro 4900 (tamis ya ba molecule ya 10 μm, Agilent). Bau bakaka ba mbandu na ba sache ya ba mbandu ya gaz ya aluminium ya ba couche mingi ya kukonda ngolo SupelTM (Sigma-Aldrich) na nsungi mosi buna (basegonde 30) mpe bau kotisaka yau na maboko na kati ya kisadilu ya kukanga ba gaz ya fioti na kati ya bangunga zole ya kubaka ba mbandu. Bo tulaka tiya ya ntunga na 110°C. Bau kabulaka monoxide ya carbone (CO) mpe hydrogène (H2) na zulu ya ntungulu ya MS5A ya 10 m ya tiya (28 psi) na kusadilaka argon (Gaz ya Matheson-Bunkete ya Matheson) mutindu gaz ya kunata. Bo ke zabaka bangwisana yai na nsadisa ya kima mosi (TCD) yina kele na kati. Ba nsangu ya GC na ba nsangu ya CO na H2 me monisama na kifwanisu S7. Bau bakaka ba échantillons ya acide formique ya masa na anode na ntangu mosi ya kuzaba (basegonde 120) mpe bau tulaka yau na nsadisa ya filtre ya seringue ya PTFE ya 0,22 μm na kati ya ba nzungu ya 2 mL. Bau fimpaka bima ya masa na kati ya ba nzungu na kusadilaka ngidika ya HPLC (HPLC) ya ngolo mingi, na kati ya yau bau kotisaka 20 μl ya échantillon na nzila ya échantillonnage automobile (G5668A) yina kele na fase ya kutambula ya 4 mM ya acide sulfurique (H2SO4). ) na vitesi ya 0,6 ml/min (pompe ya iya G5654A). Bau kabulaka bima na zulu ya kima mosi ya tiya (35°C, four ya ntungulu G7116A) yina vandaka na ntwala ya ntungulu ya lutaninu ya H ya ke taninaka fioti. Bo vandaka kumona aside formique na nsadisa ya kisadilu mosi (DAD). na zulu ya 210 nm mpi na zulu ya 4 nm. Ba nsangu ya HPL mpe ba nsangu ya mvingu ya bantu me monisama na kifwanisu S7.
Ba bima ya gaz (CO na H2) FE ke tangamaka na kusadilaka nzila yayi, mpe ba molecule nyonso ya gaz ke tangamaka na nzila ya nzila ya gaz ya mbote:
Na kati na yau: \({n}_{i}\): ntalu ya ba électrons na kati ya mvingu ya bantu. \(F\): Kima ya ke sobaka ve. \({C}_{i}\): Kuvukisa bima ya masa ya HPLC. \(V\): volime ya échantillon ya masa yina bo me vukisa na ntangu mosi buna t. \(j\): ntalu ya bantu. \(A\): Kisika ya ntungulu ya ntungulu (25 cm2). \(t\): ntangu ya kubaka mbandu. \(P\): mpasi ya mvimba. \({x}_{i}\): Ntalu ya gaz yina bo ke pesaka na GC. \(R\): gaze ya ke sobaka ve. \(T\): tiya.
Bau vandaka kuzaba ntalu ya ba cations anodiques na kusadilaka nzila ya kusadila nzila ya kusadila nzila ya plasma (ICP-OES). Ba kation yina lenda kwenda to kumwangana na kati ya anode kele Ti, Pt, Bi mpe K. Katula K, ba kation nyonso ya nkaka vuandaka na nsi ya ndilu ya kuzaba. Kusala ba ion na kati ya masa yina ke bika anode sambu na kuvukana ti ba proton to ba cation ya nkaka. Yo yina, bo lenda tanga bunkete ya aside formique bonso .
Kusala ya formate/FA ke monisa ntalu ya FA yina ke basika na kWh mosi ya kura yina ba ke sadilaka na kusadilaka mutindu mosi ya MEA, na mol/kWh. Yau ketangamaka na kutadila ngolo ya ntangu, ngolo ya baselile mpe ngolo ya Faraday na nsi ya mambu ya sikisiki ya kisalu.
Kutanga ntalu ya aside formique yina ke oxidé na anode na kutadila bilan ya masse ya mvimba. Mambu tatu ya ke nwana ke salamaka na katode: kuyela ya hydrogène, kukulumuka ya CO2 na CO, mpi kukulumuka ya CO2 na acide formique. Sambu beto kele na nzila ya kuyoka aside formique na Anton, aside formique FE lenda kukabwana na bitini zole: kuvukisa aside formique mpe kuyoka aside formique. Bilan ya masa ya mvimba lenda sonikama mutindu yai:
Beto sadilaka GC sambu na kuzaba ntalu ya aside formique, ya hydrogène, mpi ya CO yina bo vandaka kuvukisa na nzila ya HPLC. Yau fuana zaba ti mingi ya acide formique me vukisama na anode na kusadilaka mutindu ya kutunga yina me monisama na kifwanisu ya S5 ya ku yidika. Ntalu ya formate yina ba ke vukisaka na kati ya kisika ya cathode kele fioti, kitezo ya ba ndonga zole ya nene fioti, mpe yau ke kuma na nsi ya 0,5% ya ntalu ya SC nyonso.
Mutindu ya kutambula ya kulandana yina ba ke sadila awa me katuka na bisalu ya ntete na ba nzila ya mutindu mosi34. Bau kesadilaka ngidika mosi ya kuvukisa ya ba équations ya Poisson-Nerst-Planck (PNP) samu na kuzaba kitezo ya masa mpe ngolo ya kura na ba fase ya kutambula ya kura mpe ya kura. Kutala na bunda ba nsangu ya nsi mpe mbandu ya géométrie me pesama na SI.
Ngidika yayi ke zabisaka kitezo ya bima nana yina kele na masa (\ \ ({{{{\rm{O}}}}}}{{{{\rm{H}}}}}^ {-}\), \ ({{{\rm{HCOOH}}}}}}\), ngolo ya kura na kati ya fase ya kunata kura (\(\){phiI mpi nzila ya kura ya katodi. Ba ngolo ya kura na ba fase (\({\phi }_{A}\) na \({\phi }_{C}\) na kulandana). Na kisika na yau, ata bisalu ya kukonda kukangama ya kura ya kisika mosi to bisalu ya kukabula charge kesalamaka ve, kisika ya charge ya kisika kemanisaka mbala mosi na kusadilaka ekwasio ya Poisson; Nzila yayi ke pesa beto nzila ya kufwanisa mbala mosi ba mbutu ya Donnan na ba nzila ya CEM|AEM, CEM|Pore, mpe AEM| Diaka, bo ke sadilaka théorie ya ba électrode porous (PET) sambu na kutendula mutindu charge ke tambulaka na kati ya ba couche anodique mpi cathodique ya kima yina ke sadisaka na kusala mambu. Na mutindu bansoniki me zaba, kisalu yai ke monisa mutindu ya ntete ya kusadila PET na ba système yina kele ti bisika mingi ya charge ya kisika.
Ba mbandu ya cathode ya GDE BOT na EOT me mekamaka na kusadilaka kisadilu ya Zeiss Xradia 800 Ultra yina kele na kisina ya rayons X ya 8,0 keV, ba nzila ya kubaka masa na ba nzila ya nene, na kuvukisa bifwanisu1. Bau vukisaka bifwanisu 901 banda na -90° tii na 90° na ntangu ya kukangama ya basegonde 50. Bo tungaka diaka na kusadilaka filtre mosi ya ke monisaka mambu na nima yina kele ti nene ya voxel ya 64 nm. Kufimpa ya kukabula mpi kukabula nene ya bitini kusalamaka na kusadilaka bakode yina bo sonikaka na mutindu mosi ya sipesiali.
Kusala bifwanisu ya mikroskope ya elektroniki kelombaka kukotisa ba MEA ya kumeka na kati ya résine époxy sambu na kuyidika kisalu ya kuzenga bitini ya fioti kibeni ti mbele ya diama. Bau ke zengaka kitini ya konso MEA na nene ya 50 tii na 75 nm. Bau sadilaka mikroskope mosi ya Talos F200X ( Thermo Fisher Scientific ) sambu na kutesa bima yina ke sadisaka na kumona ngolo (STEM) mpi bima yina ke sadisaka na kumona ngolo (EDS). Mikroskope yango kele ti ngidika mosi ya EDS Super-X yina kele ti bima 4 ya ke sadisaka na kuzaba SDD yina kele ve ti bafenetre mpi yo ke salaka na ngolo ya 200 kV.
Ba nzila ya kupanzana ya ba rayons X ya poudre (PXRD) bakamaka na nzila ya ba rayons X ya ba poudre ya Bruker Advance D8 yina kele na ba rayons X ya poudre ya Cu Kα yina ke salaka na 40 kV mpe 40 mA. Kutala na nzila ya ordinatere kele banda na 10° tii na 60°, nene ya kitambi kele 0,005°, mpi vitesi ya kubaka bansangu kele sekondi 1 na kitambi mosi.
Bau me tesaka nzila ya RAS na nsuka ya ntungulu ya Bi2O3 Bi L3 mutindu kisalu ya ngolo na kusadilaka selile ya bo me sala na nzo. Bau yidikaka encre ya ionomère ya Bi2O3 na kusadilaka 26,1 mg ya Bi2O3 ya kuvukisa na 156,3 μL ya masa ya ionomère (6,68%) mpe bau katulaka yau na KOH 1 M, masa (157 μL) mpe malafu ya isopropyl (104 μL) samu na kuzwa encre ya ionomère. Kukangama ya ngolo kele 0,4. Bau tulaka encre na balutiti ya graphène na bisika ya kukangama (10×4 mm) tii kuna kizitu ya bima ya ke sadisaka na kusala kisalu ya Bi2O3 kumaka 0,5 mg/cm2. Bo ke tulaka Kapton na zulu ya graphène yina me bikala sambu na kukatula bisika yai na masa yina ke basisaka kura. Bau kotisaka mukanda ya graphène yina me fuluka na kati ya ba PTFE zole mpe bau kangaka yau na nitu ya selile (PEEK) na ba vis, Kifwanisu S8. Hg/HgO (NaOH 1 M) vandaka kusala bonso nsinga ya kulanda, mpi papie ya karbone vandaka kusala bonso nsinga ya kutesa. Bau salaka nsiku ya Hg/HgO na kusadilaka nsinga ya platine yina bau kotisaka na KOH 0,1 M ya kufuluka na masa samu na kubalula ba ngolo nyonso yina bau tesaka na kitezo ya nsinga ya masa yina ke balukaka (RHE). Ba nzila ya XRD me bakama na kutala ngolo ya nzila ya kisalu ya Bi2O3/graphène yina me kotisa na KOH 0,1 M, yina me tula tiya na 30 °C. Kutambula ya kura ketambulaka na kati ya bateri, kisika ya kukotila kura kele na nsi ya selile mpi kisika ya kubasika na zulu sambu na kuzikisa nde kura kesimba couche ya catalyseur ntangu ba bubble kesalamaka. Bau sadilaka kisadilu mosi ya CH 760e sambu na kutala ngolo ya ba électrode yina ke salaka. Kulanda ya ngolo vandaka ngolo ya nziunga ya kukangula: -100, -200, -300, -400, -500, -800, -850, -900, -1000, -1100, -1500 mpe +700 mV na kutadila RHE. Bau me yidika mambu yonso ya iR.
13424 eV sambu na kibende ya Bi) Bau salaka nsadisa ya nzila ya 10-ID, na kisina ya bafoto ya ntwala (APS), na Laboratoire ya Insi ya Argonne. Laboratoire ya Kutesa ya Mbandu ya Insi. Bo sadilaka kima mosi ya bo ke bingaka Si(111) yina kele ti bakristale zole yina bo me tula madidi ti azote ya masa sambu na kuyidika ngolo ya rayon X, mpi bo sadilaka kitalatala mosi ya bo me pakula rhodium sambu na kufiotuna mambu yina ke wakana. 13200 tii na 14400 eV, mpi bo tesaka ngolo ya nsemo na kusadilaka ngidika mosi ya PIN ya silicium 5 × 5 yina vandaka ve ti bafiltre to banzila ya Soller. 13271,90 eV na nzila ya nsuka ya L2 ya papie ya Pt. Sambu na nene ya selile ya électrochimie, mpila vandaka ve ya kutesa mbala mosi ngolo ya norme ya referansi. Na yau, nsobolo ya bo metanga na ngolo ya rayon X ya kesalamaka kele ±0,015 eV na kutadila bitesilu ya bo mevutukilaka na nsungi yonso ya kumeka. Kukuma nene ya couche ya Bi2O3 ke nataka na kiteso mosi buna ya kukangama ya ngolo ya ke sema; ba électrode ke taninaka kisika mosi na yina me tala nsinga ya ke basika mpi kima yina ke zabaka mambu, yo ke salaka nde ba scanner yonso kuvanda kiteso mosi. Bau sadilaka nzila ya XAFS ya pene-pene samu na kuzaba mutindu ya kuyoka mpe mutindu ya kimunganga ya bismuth na kufwanisa na kizunga ya XANES ya bansiku ya Bi mpe Bi2O3 na kusadilaka nzila ya kufwanana ya mvingu ya nzila ya logiciel Athena (version 0.9.26). na nzila ya kode 44.
Bansangu yina ke pesa maboko na ntalu yina kele na disolo yai mpi mambu ya nkaka yina bo me tuba na kulonguka yai, bo lenda baka yo na nsoniki yina me sonikilaka yo kana bo lomba yo na mutindu ya mbote.
Kutala ya teknolozi-kimvwama ya ba nzila ya kupesa bansangu ya masa ya vert H2. Kusadila ngolo 37, 1441-1450 (2023).
Kubumba mpe kupesa hydrogène ya vert: kukatula hydrogène ya acide formique na kusadilaka ba catalyseurs ya ngolo ya kufwanana mpe ya kuswaswana. mambu ya bansi mingi. J. Kukonda. Ngolo 47, 11694-11724 (2022).
Nie, R. mpi bankaka. Kuyela ya ntama mingi ve na yina metala kupesa hydrogène ya aside formique na zulu ya bima ya bibende ya kuswaswana. Mukanda ya AKS. 11, 1071-1095 (2021).
Kukatula ya lignine yina kele na oxide na nsadisa ya aside formique sambu na kukuma bima ya nsudi ya kitoko. Lugangu 515, 249-252 (2014).
Balongi E. mpi bankaka. Aside formique ke salaka kisalu ya mfunu ya kati-kati samu na kusadila CO 2 . vert. Kima ya kimunganga. 24, 8227-8258 (2022).
Zhou, H. mpi bankaka. Kukabula nswalu yina ke bebisaka ve (≤min 15) ya bima ya luzingu na kusadilaka aside formique yina ke lutaka samu na kutomisa na mutindu ya mvimba ntalu ya bima ya ke sadisaka na nitu mpe ya lignine. Kimi mpi Kimi 12, 1213-1221 (2019).
Calvi, C. H. mpi bankaka. Kuyela ya ngolo ya mvingu ya bantu H16 na zulu ya formate na kusadilaka inzeniere ya bansangu ya evolisio ya laboratoire ya kufwanana. Bima ya ke sobaka nitu. enzeniere. 75, 78-90 (2023).
10:10, 11. 10 Bioéconomie des formates. ya sesepi. Ngindu. Kima ya kimunganga. biolozi. 35, 1-9 (2016).