Influence of the pH Gradient on Bipolar Membrane Operation
Notice bibliographique
Résumé
Bipolar membranes (BPMs) provide a key framework for integration of earth abundant catalysts in energy conversion systems and development of water purification systems. Efficient BPM operation requires water dissociation (WD) catalysts in the BPM, however, understanding of the catalyzed WD process and the impact of operating conditions has remained limited. Here, Nafion-Aemion BPMs employing known WD catalysts (graphene oxide, aluminum hydroxide, titanium oxide, iridium oxide) were investigated using electrochemical analyses as a function of catalyst loading and pH gradient conditions up to 50 mA cm-2. Altered catalyst loadings allowed the balance between field strength and catalyst utilization to be observed, while control of the pH gradient provided insight to catalyst layer operation and the limiting WD process. These results were then related to a current-voltage expression for BPM operation, where the number of ionizable catalyst sites available for proton transfer processes, space charge region thickness at the limiting WD interface, and catalyst dielectric constant are key factors. Graphene oxide was limited by hydroxide formation near the anion exchange layer, titanium oxide and iridium oxide were limited by proton formation near the cation exchange layer, while aluminum hydroxide was limited by both processes. Graphene oxide and aluminum hydroxide exhibited high field utilization and WD activity, attributed to low dielectric constants and catalyst structure. These results indicate key areas for improving BPM operation and provide methods to determine the limiting WD process.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».