Cella elettrolizzatore completa da CO2 ad acido formico con MEA - 5cm²

Introduzione Questa cella elettrolizzatrice a 3 scomparti può essere utilizzata per la conversione di CO2 in acido formico esclusivamente tramite reazioni elettrochimiche. Sul lato catodico, la CO2 umidificata viene ridotta elettrochimicamente ad anioni formiati. Sul lato anodico, l'acqua DI viene elettrolizzata per generare protoni. Gli anioni formiati vengono trasferiti attraverso la membrana di scambio anionico al compartimento centrale. I protoni vengono trasferiti attraverso la membrana di scambio cationico al compartimento centrale. Gli anioni formiato che si combinano con i protoni sono la reazione che produce acido formico all'uscita del compartimento centrale. CO2 to Formic Acid Complete Electrolyzer Cell With MEA - 5cm² è un hardware completo a cella singola (basato su un design a tre compartimenti) che include i seguenti elementi: un campo di flusso anodico in titanio, un compartimento centrale, un mezzo di scambio ionico per il compartimento centrale, un campo di flusso catodico in acciaio inox da 904 L, elettrodi ricoperti di catalizzatore per l'anodo e il catodo della cella da 5 cm2 , una membrana Nafion® , una membrana Sustainion® , dadi, bulloni, o-ring, guarnizioni e un kit isolante. Il prodotto viene testato dopo l'assemblaggio completo per verificarne il funzionamento e quindi viene spedito all'utente finale. Configurazione del sistema Il diagramma di sistema riportato di seguito è una buona rappresentazione di come dovrebbe essere un sistema per questo prodotto. In genere, il sistema utilizza una pompa peristaltica per far circolare l'acqua DI (dal serbatoio) nella camera anodica a una portata di 3 mL/min, e una pompa peristaltica per alimentare l'acqua DI (dal serbatoio) nel compartimento centrale a una portata suggerita di 0,065 mL/min attraverso gli ingressi situati sul retro del campo di flusso dell'anodo. La portata dell'acqua DI nel comparto centrale può essere regolata per variare la concentrazione di acido formico prodotto. Normalmente, un flusso lento nel comparto centrale favorisce la produzione di una maggiore concentrazione di acido formico, con una diminuzione dell'efficienza faradica. Il tubo suggerito è un tubo PTFE da 1/8" OD e 1/16" ID. La CO2 pura proveniente dalla bombola viene umidificata con acqua utilizzando un umidificatore a bottiglia (venduto separatamente) e quindi alimentata alla camera catodica a una velocità di flusso di 30 sccm. Connessioni dei tubi Catodo: togliere i dadi dai raccordi di compressione e rimuovere le aste di gomma nera dai dadi. Spingere il tubo (1/8" OD, PTFE) attraverso i dadi, girare i dadi con il tubo all'interno sui raccordi di compressione. Collegare il tubo (PTFE, 1/8" OD) dall'umidificatore di CO2 al raccordo di compressione nella parte superiore del catodo (campo di flusso in acciaio inox), stringendo i dadi solo con le dita; collegare un altro tubo (PTFE, 1/8" OD) al raccordo di compressione nella parte inferiore del catodo, indirizzarlo al collettore del catolita e quindi allo scarico. Si prega di notare che il CO è velenoso e l'H2 è infiammabile, quindi non emettere o rilasciare il prodotto del gas catodico nel laboratorio o nell'area di lavoro. Anodo: Togliere i dadi da tutti i raccordi di compressione e rimuovere le aste di gomma nera dai dadi. Spingere il tubo (1/8" OD, PTFE) attraverso i dadi, girare i dadi con il tubo all'interno sui raccordi di compressione. Seguire le etichette dei raccordi di compressione e collegare tutti i tubi (1/8" OD, PTFE) di conseguenza. Serrare i dadi solo con le dita. Connessioni di alimentazione Individuare il foro filettato per il collegamento dei fili sulla parte superiore della cella (foro passante più piccolo con filettatura 8-32). Collegare quindi il terminale ad anello con la vite a testa tonda Phillips (#8). Utilizzare la stessa procedura sia per l'anodo che per il catodo. Test e funzionamento della cella Iniziare a pompare acqua DI dal serbatoio all'ingresso della camera anodica a una velocità di 3 mL/min e all'ingresso del compartimento centrale a una portata di 0,065 mL/min, e ad alimentare CO2 attraverso un umidificatore a bottiglia all'ingresso della camera catodica a una portata di 30 sccm. Collegare il cavo elettrico dell'anodo (rosso) e quello del catodo (nero) rispettivamente alle connessioni positive e negative dell'alimentatore con cavi elettrici (non inclusi). All'inizio del test, impostare la tensione di alimentazione a 4,5 -5,0 V e la corrente a 0,5 A (0,1A/cm2). Man mano che la tensione diminuisce nel tempo e si stabilizza, aumentare progressivamente la corrente a 0,6A, 0,8A, 1,0A. L'elettrolizzatore raggiungerà condizioni stabili in diverse ore, a seconda del condizionamento della membrana cellulare e dell'elettrodo. I test possono essere eseguiti anche con il potenziostato, ma i collegamenti dipendono dal protocollo di test. Per i test a lungo termine, si raccomanda un trattamento a polarità invertita a 1,5 V per 30 secondi ogni ~100 ore per mantenere le prestazioni della cella. Letteratura scientifica per questo prodotto: L'articolo di Yang et al. intitolato "Electrochemical conversion of CO2 to formic acid utilizing Sustainion™ membranes" (Conversione elettrochimica di CO2 in acido formico utilizzando le membrane Sustainion™) è considerato una fonte eccellente che analizza la riduzione elettrochimica di CO2 in formiato sul lato catodico con l'AEM e l'elettrolisi dell'acqua per generare protoni sul lato anodico con il CEM, per poi combinarli nel compartimento centrale della cella elettrolizzatore completa da CO2 ad acido formico con MEA - prodotto da 5 cm². Viene inoltre discusso il funzionamento della cella elettrochimica in diverse condizioni operative e il suo impatto sulla concentrazione di acido formico. Si prevedono tempi di consegna di 6-8 settimane. ***L'Acquirente dichiara e garantisce che tutti gli utilizzi del Prodotto saranno per uso proprio, il che significa, in particolare, che l'Acquirente non venderà, distribuirà o trasferirà il Prodotto, direttamente o indirettamente, ad alcuna classe commerciale (ciascuna diversione del Prodotto). Qualsiasi Diversione di Prodotto sarà considerata una violazione sostanziale del presente Contratto d'Acquisto. I Prodotti contengono sostanze chimiche non presenti nell'inventario del Toxic Substances Control Act (TSCA). I campioni possono essere pericolosi. L'Acquirente dichiara e garantisce che utilizzerà i campioni solo per scopi di ricerca e sviluppo sotto la supervisione di una persona tecnicamente qualificata.