Observations of Mass Transport Losses in Two-Phase CO<sub>2 </sub>electroreduction
Notice bibliographique
Résumé
The need for capturing CO2 has become urgent with a record-breaking concentration of CO2 in our atmosphere (average of 407.4 ppm in 2018 [1]). CO2 electrolyzers are a promising technology capable of achieving a net-negative CO2 cycle when coupled with renewable energy sources. Aqueous electrolyte-based alkaline CO2 electrolyzers have recently been demonstrated to exhibit high selectivity for CO2 reduction to CO [2]. While the selectivity and enhanced performance of the aqueous alkaline environment are desired, the mass transport limitations introduced with this design have largely been overlooked. In this study, we investigated the transport mechanisms near the electrolyte-catalyst interface over a range of current densities via sub-second in-operando X-ray synchrotron radiography. For the first time, we report fluctuations in cell overpotential driven by the dynamic accumulation and removal of gas at the electrolyte-catalyst interface region. Moreover, this fluctuation in potential due to the gas accumulation and removal in the liquid electrolyte layer was also observed to occur at a periodic rate that became increasingly frequent with increasing current density. The transient gas behavior observed from this study must be accounted for to further enhance the performance of alkaline CO2 electrolyzers with a liquid electrolyte. References: [1] Lindsey, R. “Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide”, NOAA Climate.gov, 2019. [2] A. Martín, G. Larrazábal and J. Pérez-Ramírez, "Towards sustainable fuels and chemicals through the electrochemical reduction of CO2: lessons from water electrolysis", Green Chemistry, vol. 17, no. 12, pp. 5114-5130, 2015.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».