Célula electrolizadora completa de CO2 a ácido fórmico con MEA - 5 cm².

Introducción Esta célula electrolizadora de 3 compartimentos puede utilizarse para la aplicación de conversión de CO2 en ácido fórmico únicamente mediante reacciones electroquímicas. En el lado del cátodo, el CO2 humidificado se reduce electroquímicamente a aniones formiato. En el lado del ánodo, el agua desionizada se electroliza para generar protones. Los aniones formiato se transfieren al compartimento central a través de la membrana de intercambio aniónico. Los protones se transfieren al compartimento central a través de la membrana de intercambio catiónico. La combinación de los aniones formiato con los protones es la reacción que produce ácido fórmico a la salida del compartimento central. CO2 to Formic Acid Complete Electrolyzer Cell With MEA - 5cm² es un hardware completo de célula única (basado en un diseño de tres compartimentos) que incluye los siguientes elementos: un campo de flujo de ánodo de titanio, compartimento central, medio de intercambio iónico para el compartimento central, campo de flujo de cátodo de acero inoxidable de 904 L, electrodos recubiertos de catalizador para el ánodo y el cátodo de la célula de 5 cm2, membrana Nafion®, membrana Sustainion®, tuercas, pernos, juntas tóricas, juntas y un kit aislante. Este producto se prueba después de su montaje completo para verificar su funcionamiento y, a continuación, se envía al usuario final. Configuración del sistema El diagrama del sistema que se muestra a continuación es una buena representación de cómo debe ser un sistema para este producto. Típicamente, la configuración del sistema utiliza una bomba peristáltica para hacer circular agua desionizada (del depósito) en la cámara del ánodo a un caudal de 3 ml/min, y una bomba peristáltica para alimentar agua desionizada (del depósito) al compartimento central a un caudal sugerido de 0,065 ml/min a través de las entradas situadas en la parte posterior del campo de flujo del ánodo. El caudal de agua desionizada en el compartimento central puede ajustarse para variar la concentración de ácido fórmico producido. Normalmente, un caudal lento del compartimento central favorece la producción de una mayor concentración de ácido fórmico, con una menor eficacia faradáica. Se sugiere utilizar un tubo de PTFE de 1/8" de diámetro exterior y 1/16" de diámetro interior. El CO2 puro del cilindro se humidifica con agua utilizando un humidificador de botella (se vende por separado) y luego se alimenta a la cámara catódica a una velocidad de flujo de 30 sccm. Conexiones del tubo Cátodo: retire las tuercas de los racores de compresión y retire las varillas de goma negra de las tuercas. Empuje el tubo (1/8" OD, PTFE) a través de las tuercas, gire las tuercas con el tubo dentro de los accesorios de compresión. Conecte el tubo (PTFE, 1/8" OD) del humidificador de CO2 al accesorio de compresión en la parte superior del cátodo (campo de flujo de acero inoxidable), apriete las tuercas sólo con los dedos; Conecte otro tubo (PTFE, 1/8" OD) al accesorio de compresión en la parte inferior del cátodo, diríjalo al colector de catolito y luego al tubo de escape. Tenga en cuenta que el CO es venenoso y el H2 es inflamable, por lo que no emita ni libere el producto gaseoso del cátodo en el laboratorio ni en la zona de trabajo. Ánodo: Quite las tuercas de todos los racores de compresión y retire las varillas de goma negra de las tuercas. Empuje el tubo (1/8" OD, PTFE) a través de las tuercas, gire las tuercas con el tubo dentro de los accesorios de compresión. Siga las etiquetas de los racores de compresión y conecte todos los tubos (1/8" OD, PTFE) según corresponda. Apriete las tuercas sólo con los dedos. Localice el orificio roscado para la conexión de cables en la parte superior de la célula (orificio pasante más pequeño con rosca 8-32). A continuación, conecte el terminal de anillo con el tornillo Phillips de cabeza redonda (nº 8). Utilice este mismo procedimiento tanto para el ánodo como para el cátodo. Pruebas y funcionamiento de la célula Empiece bombeando agua desionizada del depósito a la entrada de la cámara anódica a un caudal de 3 ml/min y a la entrada del compartimento central a un caudal de 0,065 ml/min, y alimentando CO2 a través de un humidificador de botella a la entrada de la cámara catódica a un caudal de 30 sccm. Conecte el cable eléctrico del ánodo (rojo) y el cable eléctrico del cátodo (negro) a las conexiones positiva y negativa, respectivamente, de la fuente de alimentación con hilos/cables eléctricos (no incluidos). Ajuste la tensión de alimentación a 4,5 -5,0 V y la corriente a 0,5 A (0,1 A/cm2) al inicio de la prueba. A medida que la tensión disminuye con el tiempo y se estabiliza, aumente progresivamente la corriente a 0,6 A, 0,8 A, 1,0 A. El electrolizador alcanzará condiciones estables en varias horas dependiendo de la membrana de la célula y del acondicionamiento del electrodo. Las pruebas también se pueden realizar con potenciostato, pero las conexiones dependen del protocolo de pruebas. Para pruebas a largo plazo, se recomienda un tratamiento de polaridad inversa a 1,5 V durante 30 segundos cada ~100 horas para mantener el rendimiento de la célula. Literatura científica para este producto: El artículo de Yang et al. titulado "Electrochemical conversion of CO2 to formic acid utilizing Sustainion™ membranes" se considera una fuente excelente que investiga la reducción electroquímica de CO2 a formiato en el lado del cátodo con el AEM y la electrólisis del agua para generar protones en el lado del ánodo con CEM y luego combinarlos en el compartimento central de la CO2 to Formic Acid Complete Electrolyzer Cell With MEA - 5cm² product . También se discute el funcionamiento de la celda electroquímica bajo diferentes condiciones de operación y cómo esto impactaría en la concentración de ácido fórmico. El plazo de entrega es de 6-8 semanas. ***El Comprador declara y garantiza que todos los usos del Producto serán para uso propio del Comprador, lo que significa, en particular, que el Comprador no venderá, distribuirá o transferirá el Producto, ya sea directa o indirectamente, a ninguna clase de comercio (cada uno de ellos un Desvío de Producto ). Cualquier Desvío de Producto se considerará un incumplimiento material del presente Contrato de Compraventa. Los Productos contienen sustancias químicas que no figuran en el inventario de la Ley de Control de Sustancias Tóxicas (TSCA ). Las muestras pueden ser peligrosas. El Comprador declara y garantiza que sólo utilizará las muestras con fines de investigación y desarrollo bajo la supervisión de una persona técnicamente cualificada.