Многофункциональная газодиффузионная электрохимическая ячейка для восстановления CO2 и электролиза с мембранно-электродным блоком в твердофазном режиме

Обзор продукта

Разработка устойчивых химических процессов и высокоэффективного использования диоксида углерода (CO2) требует исключительно точных и высоко универсальных исследовательских инструментов. Эта многофункциональная электрохимическая ячейка представляет собой современную модульную систему, разработанную специально для лабораторий, изучающих передовые реакции восстановления CO2 (CO2RR). Объединяя три наиболее востребованные конфигурации электрокатализа в единую структуру, эта система обеспечивает гибкую и надежную испытательную платформу, которая устраняет необходимость покупки нескольких реакторов специального назначения. Исследователи могут легко переключаться между исследованиями газодиффузионных электродов (GDE), жидкостным синтезом на твердофазных электролитах (SSE) и высокопроизводительными испытаниями мембранно-электродных блоков (MEA) с нулевым зазором, что позволяет проводить прямые и стандартизированные сравнения составов катализаторов в различных рабочих конфигурациях.

Система изготовлена из высокочистого титана и медицинского PEEK, что гарантирует исключительную химическую стабильность, коррозионную стойкость и структурную целостность при высоких плотностях тока и в сложных кислотных или щелочных средах. Точно обработанные на станках с ЧПУ змеевиковые проточные поля обеспечивают оптимальный массоперенос и равномерное распределение реагентов по активной области, что жизненно важно для поддержания стационарных условий во время длительных испытаний на стабильность. Основные области применения включают исследования в области чистой энергии, проекты по улавливанию и использованию углерода (CCU), инженерно-химические исследования ведущих университетов и промышленные научно-исследовательские центры, изучающие технологии получения синтетического топлива, «зеленой» химии и водорода.

Благодаря использованию многослойного уплотнительного механизма, устройство упрощает установку электродов и сводит к минимуму риск утечки газа или электролита, что является распространенной проблемой в традиционных газодиффузионных ячейках индивидуального изготовления. Исследователи могут поддерживать высокую стабильность расстояния между анодом и катодом, обеспечивая высокую воспроизводимость электрохимических данных, даже при переменных циклах сжатия. Это дает беспрецедентную уверенность в селективности продукта, выходе по току Фарадея и длительных испытаниях на деградацию катализатора в условиях жестких непрерывных испытаний.

Ключевые особенности

• Универсальность 3-в-1 с множеством конфигураций: Реактор имеет уникальную модульную конструкцию из нескольких частей, поддерживающую быстрое переключение между конфигурациями GDE, твердофазного электролита и MEA. Эта гибкость позволяет лабораториям переключать фокус исследований с газофазного электровосстановления на прямое получение жидкого топлива без затрат на покупку нескольких отдельных корпусов ячеек.
• Премиальные титановые проточные поля: Проточные пластины изготовлены с высокой точностью из высокочистого титана, что обеспечивает превосходную электронную проводимость и полную химическую инертность. Такая премиальная конструкция устраняет риск фонового металлического загрязнения или коррозии, гарантируя, что полученные аналитические данные отражают только кинетику целевого электрокатализатора.
• Взаимозаменяемые опции из высокочистого никеля: Катодная проточная пластина может быть легко заменена дополнительным компонентом из высокочистого никеля для оптимизации динамики при электролизе в определенных основных средах или для альтернативных путей восстановления. Этот настраиваемый интерфейс расширяет экспериментальные возможности, позволяя изучать разнообразные взаимодействия катализатор-подложка при различных уровнях поляризации.
• Изоляция центральной рамы из высокочистого PEEK: Критический конструкционный центральный распорный элемент изготовлен из цельного полиэтерэфиркетона (PEEK) — высокопроизводительного термопласта с непревзойденной химической стойкостью во всем диапазоне pH. Блок PEEK обеспечивает абсолютную электрическую изоляцию между рабочим и вспомогательным электродами, а также отличную термическую и механическую стабильность при сжатии.
• Точно обработанные змеевиковые проточные каналы: Активная область проточных пластин имеет змеевиковые проточные пути, разработанные с помощью моделирования гидродинамики для обеспечения высоко равномерного распределения реагирующего газа. Эта геометрия минимизирует концентрационную поляризацию, предотвращает образование застойных зон и обеспечивает равномерный массоперенос по всей активной области катализатора.
• Оптимизированная геометрия электродов и камеры камеры: Благодаря тщательно откалиброванной центральной камере и фиксированному расстоянию анод-катод в режиме газовой диффузии, эта ячейка гарантирует высокую воспроизводимость омического сопротивления. Такое точное размерное управление позволяет лабораториям легко воспроизводить условия испытаний и сравнивать результаты выхода по току Фарадея с абсолютной уверенностью.
• Передовая многослойная уплотнительная сборка: Система использует передовую технологию многослойного уплотнения сжатием, которая упрощает выравнивание компонентов и делает замену анода исключительно быстрой. Этот надежный уплотнительный механизм предотвращает утечку жидкости или газа даже при высоких скоростях потока и работе под давлением, обеспечивая чистую и безопасную рабочую среду в лаборатории.
• Интегрированные порты для электрода сравнения: Специализированная сборка трубопровода для электрода сравнения позволяет проводить прямые in-situ измерения локальных падений потенциала вблизи активного интерфейса. Это дополнение предоставляет исследователям точные данные электрохимического потенциала, которые необходимы для определения истинных перенапряжений и построения точных диаграмм Тафеля.

Применение

Технические характеристики

Система многофункциональной электрохимической ячейки построена на базе основной модели PL-DJ31, которая состоит из четырех высокоспециализированных модульных компонентов (PL-DJ31-A, PL-DJ31-B, PL-DJ31-C и PL-DJ31-D). Эти модули можно комбинировать в определенных конфигурациях для достижения трех различных режимов реакции, как подробно описано в технических параметрах ниже.

Основные спецификации системы

Модульные компоненты и конфигурации материалов

Комбинации конфигураций и режимы работы

• Комбинация 1: Газодиффузионная электролитическая ячейка для восстановления CO2
  • Составляющие модули: PL-DJ31-A + PL-DJ31-B + PL-DJ31-C + PL-DJ31-D
  • Рабочие характеристики: Использует все четыре компонента для создания классической газодиффузионной ячейки. Расстояние анод-катод точно выдерживается на уровне 1,6 мм. Многослойное уплотнение сжатием обеспечивает надежное герметичное соединение, что делает установку анода быстрой, безопасной и чрезвычайно удобной.
• Комбинация 2: Электролитическая ячейка с твердофазным электролитом для чистых жидких продуктов
  • Составляющие модули: PL-DJ31-A + PL-DJ31-B + PL-DJ31-C
  • Рабочие характеристики: Использует распорку центральной камеры в форме буквы I (PL-DJ31-B) с центральной полостью толщиной 1,2 мм. Эта полость служит отсеком для твердофазного электролита, разделяя анодную и катодную проточные пластины для непосредственного сбора чистых жидких продуктов без солей из газообразных реагентов.
• Комбинация 3: Ячейка с мембранно-электродным блоком (MEA) для восстановления CO2
  • Составляющие модули: PL-DJ31-A + PL-DJ31-C
  • Рабочие характеристики: Соединяет две змеевиковые проточные пластины непосредственно в конфигурации с нулевым зазором, плотно зажимая мембранно-электродный блок между ними. Это максимизирует электрический контакт и минимизирует внутреннее сопротивление для высокоэффективного и высокоскоростного электрохимического восстановления.

Почему выбрать этот продукт

• Непревзойденная инженерная точность: Разработана с допусками на микронном уровне с помощью передовой обработки на станках с ЧПУ, обеспечивая идеальное выравнивание проточных каналов и равномерное сжатие по всей активной мембране или GDL, устраняя локальные перегревы или пути утечки.
• Прослеживаемость премиальных материалов: Каждый титановый, никелевый и PEEK компонент изготавливается из полностью сертифицированного сырья с гарантированным уровнем высокой чистоты для предотвращения любого следового загрязнения металлами, обеспечивая целостность результатов высокочувствительного анализа.
• Защита модульных инвестиций: Инвестиция в эту многофункциональную единицу обеспечивает долгосрочную пользу; вместо замены всей установки при переходе от газовой диффузии к испытаниям MEA пользователям нужно лишь настроить конфигурацию модульного стека.
• Надежная коррозионная стойкость: Разработана для выдерживания высокоагрессивных кислотных и щелочных электролитов, высоких плотностей тока и частых процессов разборки/очистки, эта ячейка обеспечивает годы безотказной работы в требовательных исследовательских средах.
• Возможности полной настройки: Используя наши всесторонние возможности индивидуальной механической обработки, KINTEK может поставлять нестандартные змеевиковые проточные узоры, измененную глубину каналов, специализированные толщины распорок и альтернативные полимерные конструкции для идеального соответствия вашим индивидуальным экспериментальным требованиям.

Свяжитесь с нашей командой технических продаж сегодня, чтобы запросить коммерческое предложение или обсудить индивидуальные модификации для ваших конкретных потребностей электрохимических исследований.

Нам доверяют лидеры отрасли