Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Effective perspiration is essential to uphold the stability of zero-gap MEA-based cathodes used in CO2 electrolysers

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388955%3A_____%2F23%3A00566622" target="_blank" >RIV/61388955:_____/23:00566622 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://hdl.handle.net/11104/0337941" target="_blank" >https://hdl.handle.net/11104/0337941</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d2ta06965b" target="_blank" >10.1039/d2ta06965b</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Effective perspiration is essential to uphold the stability of zero-gap MEA-based cathodes used in CO2 electrolysers

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The application of gas diffusion electrodes (GDEs) for the electrochemical reduction of CO2 to value-added products creates the possibility of achieving current densities of a few hundred mA cm(-2). To achieve stable operation at such high reaction rates remains, however, a challenging task, due to the flooding of the GDE. In order to mitigate flooding in a zero-gap membrane-electrode assembly (MEA) configuration, paths for effective electrolyte perspiration inside the GDE structure have to be kept open during the electrolysis process. Here we demonstrate that apart from the operational parameters of the electrolysis and the structural properties of the supporting gas diffusion layers, also the chemical composition of the applied catalyst inks can play a decisive role in the electrolyte management of GDEs used for CO2 electroreduction. In particular, the presence of excess amounts of polymeric capping agents (used to stabilize the catalyst nanoparticles) can lead to a blockage of micropores, which hinders perspiration and initiates the flooding of the microporous layer. Here we use a novel ICP-MS analysis-based approach to quantitatively monitor the amount of perspired electrolyte that exits a GDE-based CO2 electrolyser, and we show a direct correlation between the break-down of effective perspiration and the appearance of flooding-the latter ultimately leading to a loss of electrolyser stability. We recommend the use of an ultracentrifugation-based approach by which catalyst inks containing no excess amount of polymeric capping agents can be formulated. Using these inks, the stability of electrolyses can be ensured for much longer times.

  • Název v anglickém jazyce

    Effective perspiration is essential to uphold the stability of zero-gap MEA-based cathodes used in CO2 electrolysers

  • Popis výsledku anglicky

    The application of gas diffusion electrodes (GDEs) for the electrochemical reduction of CO2 to value-added products creates the possibility of achieving current densities of a few hundred mA cm(-2). To achieve stable operation at such high reaction rates remains, however, a challenging task, due to the flooding of the GDE. In order to mitigate flooding in a zero-gap membrane-electrode assembly (MEA) configuration, paths for effective electrolyte perspiration inside the GDE structure have to be kept open during the electrolysis process. Here we demonstrate that apart from the operational parameters of the electrolysis and the structural properties of the supporting gas diffusion layers, also the chemical composition of the applied catalyst inks can play a decisive role in the electrolyte management of GDEs used for CO2 electroreduction. In particular, the presence of excess amounts of polymeric capping agents (used to stabilize the catalyst nanoparticles) can lead to a blockage of micropores, which hinders perspiration and initiates the flooding of the microporous layer. Here we use a novel ICP-MS analysis-based approach to quantitatively monitor the amount of perspired electrolyte that exits a GDE-based CO2 electrolyser, and we show a direct correlation between the break-down of effective perspiration and the appearance of flooding-the latter ultimately leading to a loss of electrolyser stability. We recommend the use of an ultracentrifugation-based approach by which catalyst inks containing no excess amount of polymeric capping agents can be formulated. Using these inks, the stability of electrolyses can be ensured for much longer times.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Materials Chemistry A

  • ISSN

    2050-7488

  • e-ISSN

    2050-7496

  • Svazek periodika

    11

  • Číslo periodika v rámci svazku

    10

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    5083-5094

  • Kód UT WoS článku

    000897869500001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85144757062