新型电极材料,高效实现二氧化碳转化,多种组合迅速产出大量实验数据!

文摘   科学   2024-07-11 09:30   北京  



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用echemstore全新推出的碳纸盲盒,告别繁琐合成,轻松获取海量新数据,小论文大论文一网打尽!

现在电还原CO2领域的研究如火如荼,然而催化剂的性能总是难以尽如人意,过电位过大、电流密度不足、法拉第选择性不理想等问题频频出现。经过长时间的研究和精心设计与合成,催化剂却往往无法达到预期效果,令人苦恼不已。

别再为繁琐的合成过程和有限的数据量犯愁了!来试试我们为您精心挑选的9款碳纸盲盒,专为提升电还原CO2性能量身定制。我们将不同浓度PTFE处理过的碳纸基底与不同PTFE含量的介孔层碳巧妙组合,打造出多款亲疏水性可调的带气体扩散层的碳纸盲盒。

这些碳纸盲盒具有极高的实用性和创新性,只需您手头现有的材料,原来用一款商业碳纸只能出一组数据,现在使用碳纸盲盒,一种材料即可获得9组数据!这不仅能在短时间内解决大论文数据量不足的燃眉之急,还能为您的C1或C2+产物的反应体系找到最合适的碳纸,助力提升各项指标,让您的论文更具发表竞争力!

时间就是金钱,我们为您提供一站式的解决方案,无需再为繁琐的合成过程和有限的实验数据而烦恼。快来体验这些碳纸盲盒带来的惊喜和便利吧!

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再看看盲盒中一种碳纸的典型数据:

这里,我们分别使用相同载量的商业催化剂滴涂于某主流商业气体扩散层碳纸(参比碳纸)和我们精选的气体扩散层碳纸(HeliteTMGDL-1)上,对其进行电化学还原CO2的性能测试。测试电极活性面积为1 cm2,催化剂载量为1 mg/cm2,电解液为1 M KOH溶液,CO2流速为40 sccm,上图为线性扫描伏安曲线(LSV),从中可以明显发现,采用我们精选的气体扩散层碳纸(HeliteTMGDL-1)的电化学活性明显优于参比碳纸性能:在-1.75 V(vs.Ag/AgCl),参比碳纸的电流密度为89.2 mA/cm2,反应生成的CO法拉第效率为~99%,生成氢气的法拉第效率为~1%;HeliteTMGDL-1的电流密度为134.8 mA/cm2,反应生成的CO法拉第效率为~99%,生成氢气的法拉第效率为~1%;两者产生CO的法拉第效率接近,都几乎不产生氢气,但是HeliteTMGDL-1的电流密度是参比碳纸的电流密度的1.5倍。在500 mA/cm2的电流密度下,参比碳纸的相对电位为-2.55 V(vs.Ag/AgCl),而HeliteTMGDL-1的相对电位为-2.06 V(vs.Ag/AgCl),电位相差近500 mV。

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碳纸小科普


碳纸是一种碳元素含量高达90%的复合材料,主要由碳纤维构成,碳纤维具有良好的导电性,所以碳纸也具有高导电性的特点。碳纸中碳纤维以无序的形式排列,所以碳纸孔隙率大小适宜、透气性良好。
在电化学系统中,带气体扩散层(GDL)的碳纸主要起到支持催化层和扩散气体两个作用。首先,它作为催化层的载体,为催化剂提供了附着和固定的基体。其次,它作为气体扩散层,可以控制气体的流动和分布,为电化学反应提供丰富的气液固三相界面,保证电化学系统的正常运行。
气体扩散层一般由多孔基底层(支撑层)和微孔层(Microporous Layer,MPL)复合而成,处于电极板与催化层之间,是双极板流场和催化层中间的桥梁,承担气、液、电、热传输的通道,并为催化层提供重要支撑,扩散层的存在能使气体快速到达催化剂表面反应,缩短电化学系统的启动时间,其质量对整个电池的性能都有影响。微孔层由于直接与催化层接触,要求孔径小,表面平整度高,起到降低膜电极内的接触电阻,改善气体和电解液在三相界面处的再分配,
在制备带气体扩散层的碳纸时,通常采用湿法或干法等工艺方法。湿法是将碳纤维和树脂等原料混合后,经过浸润、预氧化、碳化等步骤得到碳纸。而干法则是在热压或热解等条件下,将碳纤维和其他原料直接压缩或热解成碳纸。不同的制备工艺可以得到不同性能的带气体扩散层的碳纸。


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