簡介
一套完整的5 cm2甲酸電解槽。
該電解器將CO2轉化為甲酸。 它採用三室設計,帶有一個陽極室,一個包含陽離子交換介質的中心流動室和一個陰極室,在陰極室中發生了將CO2電化學還原為甲酸的過程。
一套完整的5 cm2甲酸電解槽。
該電解器將CO2轉化為甲酸。 它採用三室設計,帶有一個陽極室,一個包含陽離子交換介質的中心流動室和一個陰極室,在陰極室中發生了將CO2電化學還原為甲酸的過程。
DM甲酸電解槽的初始設置
系統設定(推薦)
通常,系統設置使用一個蠕動泵以3 mL/min的流速將去離子水(從儲液器中迴圈)到陽極室中,並使用一個蠕動泵將去離子水(從儲液器中)供給到陽極室中。 建議通過陽極流場背面的進樣口的流速為0.065mL / min。 可以調節去中心腔室中的去離子水的流量,以改變產生的甲酸的濃度。 通常,緩慢的中央腔室流速有利於產生較高濃度的甲酸,同時降低法拉第效率。 建議使用的管是1/8“ OD,1/16” ID PTFE管。 使用瓶加濕器(另售)用水將鋼瓶中的純淨CO2加濕,然後以30 sccm的流量將其送入陰極室。
管路連接
陰極:從壓縮配件上卸下螺母,並從螺母上卸下黑色橡膠棒。 將管道(外徑為1/8英寸,PTFE)穿過螺母,將內部帶有管道的螺母擰到壓縮配件上。 將二氧化碳加濕器的管子(PTFE,1/8“ OD)連接到陰極頂部的壓縮接頭(不鏽鋼流場),僅用手指擰緊螺母; 將另一根管子(PTFE,外徑1/8英寸)連接到陰極底部的壓縮接頭,再連接到陰極電解液收集器,然後再連接到排氣管。 請注意,CO有毒,H2易燃,因此請勿將陰極氣體產物排放或釋放到實驗室或工作區域。
陽極:從所有壓縮配件上卸下螺母,並從螺母上卸下黑色橡膠棒。 將管道(外徑為1/8英寸,PTFE)穿過螺母,將內部帶有管道的螺母擰到壓縮配件上。 遵循壓縮配件的標籤,並相應地連接所有管道(外徑1/8英寸,PTFE)。 只能用手指擰緊螺母。
電源連接
在電池頂部找到用於電線連接的螺紋孔(較小的通孔8-32螺紋)。 然後將環形端子與Phillips圓頭螺釘(#8)連接。 對陽極和陰極使用相同的步驟。
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圖 1.電解槽設置 | 圖 2. 5 cm² 甲酸電池示意圖 |
電池測試和操作
開始以3 mL/min的速度將去離子水從儲罐中泵送到陽極室的入口,並以0.065 mL/min的流量泵入中央隔室的入口,然後通過瓶式加濕器將CO2送入陽極室的入口。 陰極室,流量為30 sccm。 使用電線/電纜(不附帶)將陽極電線(紅色)和陰極電線(黑色)分別連接到電源上的正極和負極。 在測試開始時,將電源電壓設置為4.5 -5.0V,將電流設置為0.5 A(0.1A / cm2)。 隨著電壓隨時間降低並穩定下來,將電流逐漸增加至0.6A,0.8A,1.0A。 電解池將在數小時內達到穩定狀態,具體取決於細胞膜和電極的狀態。 也可以使用恒電位儀進行測試,但是連接取決於測試協定。 對於長期測試,建議每隔100小時在1.5 V的極性下進行30秒的反極性處理,以保持電池性能。
A complete 5 cm2 Formic Acid electrolyzer. Includes the following components: titanium anode flow field, central compartment, ion exchange media, 904 L stainless steel cathode flow field, catalyst covered electrodes for anode and cathode of 5 cm2 cell, Nafion® membrane, Sustainion® membrane, nuts, bolts, o-rings, gaskets, insulating kit, and electrolyzer testing service.
This electrolyzer converts CO2 into formic acid. It uses a three-compartment design with a anode compartment, a center flow compartment containing a cation exchange media and a cathode compartment where the electrochemical reduction of CO2 to formic acid occurs.
Instructions for use
Initial set up for DM Formic Acid Electrolyzer
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Figure 1. The electrolyzer setup | Figure 2. Diagram of the 5 cm2 Formic Acid cell |
Cell Testing and Operation
Begin pumping DI water from reservoir to the inlet of the anode chamber at a rate of 3 mL/min and to the inlet of the central compartment at a flowrate of 0.065 mL/min, and feeding CO2 through a bottle humidifier to the inlet of the cathode chamber at a flowrate of 30 sccm. Connect the anode electrical lead (red) and cathode electrical lead (black) to the positive and negative connections, respectively, on the power supply with electric wires/cables (not included). Set the power supply voltage at 4.5 -5.0V and current at 0.5 A (0.1A/cm2) at the beginning of the testing. As the voltage decreases over time and stabilizes, progressively increase the current to 0.6A, 0.8A, 1.0A. The electrolyzer will reach stable conditions in several hours depending on the cell membrane and electrode conditioning. Testing can also be done with potentiostat, but the connections depend on the testing protocol. For long term testing, a reversed polarity treatment at 1.5 V for 30 second is recommended for every ~100 hours to maintain the cell performance.