Nature.com 'ਤੇ ਜਾਣ ਲਈ ਧੰਨਵਾਦ। ਤੁਹਾਡੇ ਦੁਆਰਾ ਵਰਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਬ੍ਰਾਊਜ਼ਰ ਦੇ ਸੰਸਕਰਣ ਵਿੱਚ ਸੀਮਤ CSS ਸਮਰਥਨ ਹੈ। ਵਧੀਆ ਨਤੀਜਿਆਂ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਸਿਫ਼ਾਰਿਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਆਪਣੇ ਬ੍ਰਾਊਜ਼ਰ ਦੇ ਇੱਕ ਨਵੇਂ ਸੰਸਕਰਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ (ਜਾਂ ਇੰਟਰਨੈੱਟ ਐਕਸਪਲੋਰਰ ਵਿੱਚ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਮੋਡ ਨੂੰ ਅਯੋਗ ਕਰੋ)। ਇਸ ਦੌਰਾਨ, ਨਿਰੰਤਰ ਸਹਾਇਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਸਾਈਟ ਨੂੰ ਸਟਾਈਲਿੰਗ ਜਾਂ JavaScript ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ।
ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਘਟਾਉਣਾ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਦਾ ਇੱਕ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਤਰੀਕਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਸਟੋਰੇਜ ਮਾਧਿਅਮ ਵਜੋਂ ਸੰਭਾਵੀ ਉਪਯੋਗ ਹਨ। ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਤੋਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਲਈ ਇੱਕ ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ ਝਿੱਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਸੈਂਬਲੀ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਤਕਨੀਕੀ ਤਰੱਕੀ ਪਰੋਫੋਰੇਟਿਡ ਕੈਟੇਸ਼ਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ, ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਫਾਰਵਰਡ ਬਾਇਡ ਬਾਈਪੋਲਰ ਝਿੱਲੀ ਸੰਰਚਨਾ ਵਿੱਚ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਝਿੱਲੀ ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਬਣੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਨੂੰ 0.25 M ਤੱਕ ਘੱਟ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਿੱਚ ਐਨੋਡਿਕ ਪ੍ਰਵਾਹ ਖੇਤਰ ਦੁਆਰਾ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵਾਧੂ ਸੈਂਡਵਿਚ ਹਿੱਸਿਆਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ, ਸੰਕਲਪ ਦਾ ਉਦੇਸ਼ ਮੌਜੂਦਾ ਬੈਟਰੀ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਅਤੇ ਬਾਲਣ ਸੈੱਲਾਂ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਸਿਸ ਵਿੱਚ ਆਮ ਡਿਜ਼ਾਈਨਾਂ ਦਾ ਲਾਭ ਉਠਾਉਣਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਕੇਲ-ਅੱਪ ਅਤੇ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਤਬਦੀਲੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ 25 cm2 ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ, ਪਰੋਫੋਰੇਟਿਡ ਕੈਟੇਸ਼ਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ ਸੰਰਚਨਾ <2 V ਅਤੇ 300 mA/cm2 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਲਈ >75% ਫੈਰਾਡੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਹੋਰ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ, 200 mA/cm2 'ਤੇ 55-ਘੰਟੇ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਟੈਸਟ ਨੇ ਸਥਿਰ ਫੈਰਾਡੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਦਿਖਾਇਆ। ਮੌਜੂਦਾ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਤਪਾਦਨ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਲਾਗਤ ਸਮਾਨਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਤਕਨੀਕੀ-ਆਰਥਿਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਘਟਾਉਣ ਨਾਲ ਰਵਾਇਤੀ ਜੈਵਿਕ ਬਾਲਣ-ਅਧਾਰਤ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ 75%1 ਤੱਕ ਘਟਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਾਹਿਤ 2,3 ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਹੈ, ਰਸਾਇਣਕ ਉਦਯੋਗ 4,5 ਜਾਂ ਬਾਇਓਮਾਸ ਉਦਯੋਗ 6 ਲਈ ਫੀਡਸਟਾਕ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਸਟੋਰ ਕਰਨ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਕਰਨ ਦੇ ਇੱਕ ਕੁਸ਼ਲ ਅਤੇ ਕਿਫਾਇਤੀ ਸਾਧਨਾਂ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ। ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਨੂੰ ਮੈਟਾਬੋਲਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ 7,8 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਟਿਕਾਊ ਜੈੱਟ ਫਿਊਲ ਇੰਟਰਮੀਡੀਏਟਸ ਵਿੱਚ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਪਰਿਵਰਤਨ ਲਈ ਇੱਕ ਫੀਡਸਟਾਕ ਵਜੋਂ ਵੀ ਪਛਾਣਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਅਰਥ ਸ਼ਾਸਤਰ 1,9 ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ, ਕਈ ਖੋਜ ਕਾਰਜਾਂ ਨੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਚੋਣ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕੀਤਾ ਹੈ 10,11,12,13,14,15,16। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਯਤਨ ਘੱਟ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ (<50 mA/cm2) 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਛੋਟੇ H-ਸੈੱਲਾਂ ਜਾਂ ਤਰਲ ਪ੍ਰਵਾਹ ਸੈੱਲਾਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ। ਲਾਗਤਾਂ ਘਟਾਉਣ, ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਕਟੌਤੀ (CO2R) ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ (≥200 mA/cm2) ਅਤੇ ਫੈਰਾਡੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (FE)17 'ਤੇ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਬਾਲਣ ਸੈੱਲਾਂ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਸਿਸ ਤੋਂ ਬੈਟਰੀ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। CO2R ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਸਕੇਲ 18 ਦੀ ਆਰਥਿਕਤਾ ਦਾ ਲਾਭ ਲੈਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਉਪਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਅਤੇ ਵਾਧੂ ਡਾਊਨਸਟ੍ਰੀਮ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਨੂੰ ਫਾਰਮੇਟ ਲੂਣ 19 ਦੀ ਬਜਾਏ ਅੰਤਿਮ ਉਤਪਾਦ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਇਸ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ, ਉਦਯੋਗਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ CO2R ਫਾਰਮੇਟ/ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਅਧਾਰਤ ਗੈਸ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (GDE) ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਲਈ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਫਰਨਾਂਡੇਜ਼-ਕੈਸੋ ਐਟ ਅਲ.20 ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਵਿਆਪਕ ਸਮੀਖਿਆ CO2 ਨੂੰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ/ਫਾਰਮੇਟ ਵਿੱਚ ਨਿਰੰਤਰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਸਾਰੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੈੱਲ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਦਾ ਸਾਰ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸਾਰੀਆਂ ਮੌਜੂਦਾ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਸ਼੍ਰੇਣੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: 1. ਫਲੋ-ਥਰੂ ਕੈਥੋਲਾਈਟਸ19,21,22,23,24,25,26,27, 2. ਸਿੰਗਲ ਝਿੱਲੀ (ਕੇਸ਼ਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ (CEM)28 ਜਾਂ ਐਨੀਅਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ (AEM)29 ਅਤੇ 3. ਸੈਂਡਵਿਚ ਸੰਰਚਨਾ15,30,31,32। ਇਹਨਾਂ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਦੇ ਸਰਲੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਚਿੱਤਰ 1a ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਕੈਥੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਸੰਰਚਨਾ ਲਈ, GDE ਦੇ ਝਿੱਲੀ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਚੈਂਬਰ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ33 ਦੀ ਕੈਥੋਡ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਆਇਨ ਚੈਨਲ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਫਲੋ-ਥਰੂ ਕੈਥੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਫਾਰਮੈਟ ਚੋਣ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਇਸਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ 'ਤੇ ਬਹਿਸ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ34। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਸੰਰਚਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਚੇਨ ਐਟ ਅਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। 1.27 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਮੋਟੀ ਕੈਥੋਲਾਈਟਸ ਪਰਤ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ SnO2 ਕੈਥੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, 500 mA/cm2 'ਤੇ 90% FE 35 ਤੱਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਦਾ ਸੁਮੇਲ ਇੱਕ ਮੋਟੀ ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਪਰਤ ਅਤੇ ਇੱਕ ਰਿਵਰਸ-ਬਾਇਜ਼ਡ ਬਾਈਪੋਲਰ ਝਿੱਲੀ (BPM) ਜੋ ਆਇਨ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, 6 V ਦੀ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ 15% ਦੀ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਲੀ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ CEM ਸੰਰਚਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, 51.7 mA/cm2 ਦੀ ਇੱਕ ਫਰੈਕਸ਼ਨਲ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ 'ਤੇ 93.3% ਦਾ FE 29 ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ। ਡਿਆਜ਼-ਸੈਨਜ਼ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ 45 mA/cm2 ਦੀ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ CEM ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਫਿਲਟਰ ਪ੍ਰੈਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸਾਰੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨੇ ਪਸੰਦੀਦਾ ਉਤਪਾਦ, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਬਜਾਏ ਫਾਰਮੇਟ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ। ਵਾਧੂ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, CEM ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਵਿੱਚ, KCOOH ਵਰਗੇ ਫਾਰਮੈਟ GDE ਅਤੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਇਕੱਠੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਆਵਾਜਾਈ ਪਾਬੰਦੀਆਂ ਅਤੇ ਅੰਤਮ ਸੈੱਲ ਅਸਫਲਤਾ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਤਿੰਨ ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਮੁੱਖ CO2R ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਫਾਰਮੇਟ/ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਪਰਿਵਰਤਨ ਡਿਵਾਈਸ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਅਤੇ ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਨਾਲ। b ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ, ਸੈਂਡਵਿਚ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ, ਸਾਹਿਤ ਵਿੱਚ ਸਿੰਗਲ CEM ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ (ਪੂਰਕ ਸਾਰਣੀ S1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ) ਅਤੇ ਸਾਡੇ ਕੰਮ ਲਈ ਕੁੱਲ ਮੌਜੂਦਾ ਅਤੇ ਫਾਰਮੇਟ/ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਪਜ ਦੀ ਤੁਲਨਾ। ਖੁੱਲ੍ਹੇ ਨਿਸ਼ਾਨ ਫਾਰਮੇਟ ਘੋਲ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਠੋਸ ਚਿੰਨ੍ਹ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। *ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਸੰਰਚਨਾ। c ਫਾਰਵਰਡ ਬਾਈਸ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਛੇਦ ਵਾਲੀ ਕੈਟੇਸ਼ਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਪਰਤ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸੰਯੁਕਤ ਬਾਈਪੋਲਰ ਝਿੱਲੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ MEA ਸੰਰਚਨਾ।
ਫਾਰਮੇਟ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ, ਪ੍ਰੋਏਟੋ ਐਟ ਅਲ. 32 ਨੇ ਇੱਕ ਸਪਲਿਟਲੈੱਸ ਫਿਲਟਰ ਪ੍ਰੈਸ ਕੌਂਫਿਗਰੇਸ਼ਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਵਿੱਚੋਂ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਸਿਸਟਮ 50-80 mA/cm2 ਦੀ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ >70% CE ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਯਾਂਗ ਐਟ ਅਲ. 14 ਨੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨ ਲਈ CEM ਅਤੇ AEM ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਰੱਖਿਆ। ਯਾਂਗ ਐਟ ਅਲ. 31,36 ਨੇ 200 mA/cm2 'ਤੇ 5 cm2 ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ 91.3% FE ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ, 6.35 wt% ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਘੋਲ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ। Xia ਐਟ ਅਲ. ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਕੌਂਫਿਗਰੇਸ਼ਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, 200 mA/cm2 'ਤੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (CO2) ਦਾ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ FE ਵਿੱਚ 83% ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ, ਅਤੇ ਸਿਸਟਮ ਟਿਕਾਊਤਾ ਦੀ 100 ਘੰਟੇ 30 ਮਿੰਟ ਲਈ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਛੋਟੇ ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਹਨ, ਪਰ ਪੋਰਸ ਆਇਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਰੈਜ਼ਿਨ ਦੀ ਵਧੀ ਹੋਈ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਗੁੰਝਲਤਾ ਵੱਡੇ ਸਿਸਟਮਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ 1000 cm2) ਵਿੱਚ ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਕੇਲ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡਿਜ਼ਾਈਨਾਂ ਦੇ ਸ਼ੁੱਧ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਵੇਖਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਦੱਸੇ ਗਏ ਸਾਰੇ ਸਿਸਟਮਾਂ ਲਈ ਪ੍ਰਤੀ kWh ਫਾਰਮੇਟ/ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਸਾਰਣੀਬੱਧ ਕੀਤਾ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ 1b ਵਿੱਚ ਪਲਾਟ ਕੀਤਾ। ਇੱਥੇ ਇਹ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੈ ਕਿ ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਜਾਂ ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਵਾਲਾ ਕੋਈ ਵੀ ਸਿਸਟਮ ਘੱਟ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਆਪਣੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਲੈ ਜਾਵੇਗਾ ਅਤੇ ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਡਿਗ੍ਰੇਡ ਹੋਵੇਗਾ, ਜਿੱਥੇ ਓਮਿਕ ਸੀਮਾ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਊਰਜਾ-ਕੁਸ਼ਲ CEM ਸੰਰਚਨਾ ਪ੍ਰਤੀ kWh ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਮੋਲਰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਲੂਣ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਨਾਲ ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਗਿਰਾਵਟ ਆ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਪਹਿਲਾਂ ਚਰਚਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਅਸਫਲਤਾ ਮੋਡਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਝਿੱਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਸੈਂਬਲੀ (MEA) ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਫਾਰਵਰਡ ਬਾਇਜ਼ਡ BPM ਇੱਕ ਪਰਫੋਰੇਟਿਡ ਕੈਟੇਸ਼ਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ (PCEM) ਦੇ ਨਾਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਚਿੱਤਰ 1c ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ (H2) ਨੂੰ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਕਸੀਕਰਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ (HOR) ਰਾਹੀਂ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਐਨੋਡ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ PCEM ਪਰਤ BPM ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਫਾਰਮੇਟ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ AEM ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਦਿੱਤਾ ਜਾ ਸਕੇ, BPM ਇੰਟਰਫੇਸ ਅਤੇ CEM ਦੇ ਇੰਟਰਸਟੀਸ਼ੀਅਲ ਪੋਰਸ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਪ੍ਰੋਟੋਨਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕੇ, ਅਤੇ ਫਿਰ GDE ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਫਲੋ ਫੀਲਡ ਵਿੱਚੋਂ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਿਆ ਜਾ ਸਕੇ। . ਇਸ ਸੰਰਚਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਅਸੀਂ 25 cm2 ਸੈੱਲ ਖੇਤਰ ਲਈ <2 V ਅਤੇ 300 mA/cm2 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ 75% FE ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ। ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ, ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਬਾਲਣ ਸੈੱਲ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਸਿਸ ਪਲਾਂਟਾਂ ਲਈ ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹਿੱਸਿਆਂ ਅਤੇ ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਕੇਲ ਕਰਨ ਲਈ ਤੇਜ਼ ਸਮਾਂ ਮਿਲਦਾ ਹੈ। ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਪ੍ਰਵਾਹ ਚੈਂਬਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਗੈਸ ਅਤੇ ਤਰਲ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦਬਾਅ ਅਸੰਤੁਲਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਵੱਡੇ ਸੈੱਲ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਵਿੱਚ। ਤਰਲ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀਆਂ ਪੋਰਸ ਪਰਤਾਂ ਵਾਲੇ ਸੈਂਡਵਿਚ ਢਾਂਚਿਆਂ ਲਈ, ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਿਰਾਵਟ ਅਤੇ ਵਿਚਕਾਰਲੀ ਪਰਤ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਪੋਰਸ ਇੰਟਰਮੀਡੀਏਟ ਪਰਤ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਯਤਨਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਦੋਵੇਂ ਸੈਲੂਲਰ ਸੰਚਾਰ ਵਿੱਚ ਵਿਘਨ ਪਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਫ੍ਰੀ-ਸਟੈਂਡਿੰਗ ਪਤਲੀਆਂ ਪੋਰਸ ਪਰਤਾਂ ਪੈਦਾ ਕਰਨਾ ਵੀ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਨਵੀਂ ਸੰਰਚਨਾ ਇੱਕ ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ MEA ਸੰਰਚਨਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਫਲੋ ਚੈਂਬਰ ਜਾਂ ਵਿਚਕਾਰਲੀ ਪਰਤ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹੋਰ ਮੌਜੂਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਸੰਰਚਨਾ ਇਸ ਪੱਖੋਂ ਵਿਲੱਖਣ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਇੱਕ ਸਕੇਲੇਬਲ, ਊਰਜਾ-ਕੁਸ਼ਲ, ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ ਸੰਰਚਨਾ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਦਬਾਉਣ ਲਈ, ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ CO2 ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਯਤਨਾਂ ਨੇ ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਖਾਰੀ ਸਥਿਤੀਆਂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਉੱਚ ਮੋਲਰ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2a ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ) ਦੇ ਨਾਲ MEA ਅਤੇ AEM ਝਿੱਲੀ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਵਿੱਚ, ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਬਣੇ ਫਾਰਮੇਟ ਆਇਨ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੀਆਂ ਪ੍ਰਜਾਤੀਆਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਝਿੱਲੀ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੇ ਹਨ, ਫਿਰ KCOOH ਬਣਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਐਨੋਡਿਕ KOH ਸਟ੍ਰੀਮ ਰਾਹੀਂ ਸਿਸਟਮ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਫਾਰਮੇਟ FE ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ ਅਨੁਕੂਲ ਸਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2b ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਥਿਰਤਾ ਜਾਂਚ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸਿਰਫ 10 ਘੰਟਿਆਂ ਵਿੱਚ FE ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 30% ਦੀ ਕਮੀ ਆਈ (ਚਿੱਤਰ S1a–c)। ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ 1 M KOH ਐਨੋਲਾਈਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਖਾਰੀ ਆਕਸੀਜਨ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ (OER) ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਐਨੋਡਿਕ ਓਵਰਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਬੈੱਡ33 ਦੇ ਅੰਦਰ ਆਇਨ ਪਹੁੰਚਯੋਗਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਐਨੋਲਾਈਟ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੂੰ 0.1 M KOH ਤੱਕ ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ (ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ) ਦੋਵੇਂ ਵਧ ਜਾਂਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ S1d), ਜੋ ਕਿ ਜ਼ੀਰੋ-ਸਮ ਟ੍ਰੇਡ-ਆਫ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਫਾਰਮੇਟ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੀ ਡਿਗਰੀ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਸਮੁੱਚੇ ਪੁੰਜ ਸੰਤੁਲਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ; ਹੋਰ ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ, "ਢੰਗ" ਭਾਗ ਵੇਖੋ। MEA ਅਤੇ ਸਿੰਗਲ CEM ਝਿੱਲੀ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਵੀ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ S1f,g ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਕੈਥੋਡ ਤੋਂ ਇਕੱਠਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ FE ਫਾਰਮੇਟ ਟੈਸਟ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ 200 mA/cm2 'ਤੇ 60% ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੀ, ਪਰ ਪਹਿਲਾਂ ਚਰਚਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੈਥੋਡ ਲੂਣ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣ ਕਾਰਨ ਦੋ ਘੰਟਿਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘਟ ਗਿਆ (ਚਿੱਤਰ S11)।
ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ CO2R, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਕਸੀਕਰਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ (HOR) ਜਾਂ OER, ਅਤੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ AEM ਝਿੱਲੀ ਵਾਲੇ ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ MEA ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ। b ਇਸ ਸੰਰਚਨਾ ਲਈ FE ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਜਿਸ ਵਿੱਚ 1 M KOH ਅਤੇ OER ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਗਲਤੀ ਬਾਰ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮਾਪਾਂ ਦੇ ਮਿਆਰੀ ਭਟਕਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। FE ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਐਨੋਡ 'ਤੇ H2 ਅਤੇ HOR ਦੇ ਨਾਲ ਸਿਸਟਮ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ। ਫਾਰਮੇਟ ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰੰਗਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। d ਵਿਚਕਾਰ BPM ਦੇ ਨਾਲ MEA ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ। ਇਸ ਸੰਰਚਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਸਮਾਂ ਬਨਾਮ FE ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਵੋਲਟੇਜ। f ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਜਿਹੀ ਜਾਂਚ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਫਾਰਵਰਡ-ਬਾਇਜ਼ਡ BPM MEA ਦਾ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਚਿੱਤਰ।
ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਇੱਕ Pt-on-carbon (Pt/C) ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਨੂੰ ਸਪਲਾਈ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2d ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਇੱਕ ਫਾਰਵਰਡ-ਬਾਈਸਡ BPM ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਦੀ ਪਹਿਲਾਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ। BPM ਟਿਊਨਿੰਗ ਯੂਨਿਟ 200 mA/cm2 ਦੇ ਕਰੰਟ 'ਤੇ 40 ਮਿੰਟਾਂ ਦੇ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਅਸਫਲ ਹੋ ਗਿਆ, ਜਿਸਦੇ ਨਾਲ 5 V ਤੋਂ ਵੱਧ ਵੋਲਟੇਜ ਵਾਧਾ ਹੋਇਆ (ਚਿੱਤਰ 2e)। ਜਾਂਚ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਸਪੱਸ਼ਟ ਡੀਲਾਮੀਨੇਸ਼ਨ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਫਾਰਮੇਟ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕਾਰਬੋਨੇਟ, ਬਾਈਕਾਰਬੋਨੇਟ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਵਰਗੇ ਐਨੀਅਨ ਵੀ AEM ਝਿੱਲੀ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ CO2 ਗੈਸ ਅਤੇ ਤਰਲ ਪਾਣੀ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨਾਂ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ BPM ਡੀਲਾਮੀਨੇਸ਼ਨ (ਚਿੱਤਰ 2f) ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ, ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਸੈੱਲ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋਣ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਉਪਰੋਕਤ ਸੰਰਚਨਾ ਦੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਅਤੇ ਅਸਫਲਤਾ ਵਿਧੀਆਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਇੱਕ ਨਵਾਂ MEA ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1c ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ 3a38 ਵਿੱਚ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਹੈ। ਇੱਥੇ, PCEM ਪਰਤ CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ ਤੋਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਅਤੇ ਐਨੀਅਨਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਸ ਲਈ ਇੱਕ ਰਸਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣ ਨੂੰ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, PCEM ਇੰਟਰਸਟੀਸ਼ੀਅਲ ਮਾਰਗ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਨੂੰ ਫੈਲਾਅ ਮਾਧਿਅਮ ਅਤੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। 80, 40 ਅਤੇ 25 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਾਲੇ AEMs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ 3b ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ AEM ਮੋਟਾਈ ਵਧਣ ਨਾਲ ਸਮੁੱਚਾ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਮੋਟਾ AEM ਵਰਤਣ ਨਾਲ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਪਿਛਲੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੂੰ ਰੋਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕੈਥੋਡ pH ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ H2 ਉਤਪਾਦਨ ਘਟਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 3c–e)।
AEM ਅਤੇ ਪਰਫੋਰੇਟਿਡ CEM ਅਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਮਾਰਗਾਂ ਦੇ ਨਾਲ MEA ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਇੱਕ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ। b ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ AEM ਮੋਟਾਈਆਂ 'ਤੇ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ। EE ਵਿੱਚ 80 μm (d) 40 μm, e) 25 μm ਦੀ AEM ਮੋਟਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾਵਾਂ 'ਤੇ। ਗਲਤੀ ਬਾਰ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਨਮੂਨਿਆਂ ਤੋਂ ਮਾਪੇ ਗਏ ਮਿਆਰੀ ਭਟਕਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। f ਵੱਖ-ਵੱਖ AEM ਮੋਟਾਈਆਂ 'ਤੇ CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਅਤੇ pH ਮੁੱਲ ਦੇ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜੇ। f ਵੱਖ-ਵੱਖ AEM ਫਿਲਮ ਮੋਟਾਈਆਂ ਵਾਲੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਕੈਥੋਡ ਪਰਤ ਵਿੱਚ PC ਅਤੇ pH। g CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ ਅਤੇ ਪਰਫੋਰੇਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਦਾ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਵੰਡ।
ਚਿੱਤਰ S2 ਪੋਇਸਨ-ਨਰਨਸਟ-ਪਲੈਂਕ ਸੀਮਿਤ ਤੱਤ ਮਾਡਲਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ MEA ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਅਤੇ pH ਦੀ ਵੰਡ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਹੈਰਾਨੀ ਵਾਲੀ ਗੱਲ ਨਹੀਂ ਹੈ ਕਿ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ, 0.23 mol/L, CEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ ਤੇ ਦੇਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਇੰਟਰਫੇਸ ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਬਣਦਾ ਹੈ। AEM ਦੁਆਰਾ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ AEM ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਧਣ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਲਈ ਵਧੇਰੇ ਵਿਰੋਧ ਅਤੇ ਬੈਕ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਕਾਰਨ ਘੱਟ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਫਲਕਸ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 3 f ਅਤੇ g ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਬੈਕ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਦੇ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਵੰਡ ਕਾਰਨ ਕੈਥੋਡ ਕੈਟਾਲਿਸਟ ਬੈੱਡ ਵਿੱਚ pH ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਮੁੱਲ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। AEM ਝਿੱਲੀ ਜਿੰਨੀ ਪਤਲੀ ਹੋਵੇਗੀ, ਕੈਥੋਡ ਦੇ ਨੇੜੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਓਨੀ ਹੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੋਵੇਗੀ, ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਦਾ pH ਤੇਜ਼ਾਬੀ ਬਣ ਜਾਵੇਗਾ। ਇਸ ਲਈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਮੋਟੀ AEM ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਉੱਚ ਓਮਿਕ ਨੁਕਸਾਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇਹ ਕੈਥੋਡ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਬੈਕ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਅਤੇ FE ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ। ਅੰਤ ਵਿੱਚ, AEM ਮੋਟਾਈ ਨੂੰ 80 μm ਤੱਕ ਵਧਾਉਣ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ <2 V 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਲਈ FE >75% ਅਤੇ 25 cm2 ਸੈੱਲ ਖੇਤਰ ਲਈ 300 mA/cm2 ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਇਆ।
ਇਸ PECM-ਅਧਾਰਿਤ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ, ਬੈਟਰੀ ਕਰੰਟ ਨੂੰ 55 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਬਣਾਈ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਮੁੱਚੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ 4 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ, ਪਹਿਲੇ 3 ਘੰਟਿਆਂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ S3 ਵਿੱਚ ਉਜਾਗਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। Pt/C ਐਨੋਡਿਕ ਕੈਟਾਲਿਸਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਸਮੇਂ, ਪਹਿਲੇ 30 ਮਿੰਟਾਂ (ਚਿੱਤਰ S3a) ਦੇ ਅੰਦਰ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧਿਆ। ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਲਈ, ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਲਗਭਗ ਸਥਿਰ ਰਿਹਾ, 0.6 mV/h ਦੀ ਡਿਗ੍ਰੇਡੇਸ਼ਨ ਦਰ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 4a)। ਟੈਸਟ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ 'ਤੇ, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦਾ PV 76.5% ਸੀ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦਾ PV 19.2% ਸੀ। ਟੈਸਟਿੰਗ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਘੰਟੇ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ FE 13.8% ਤੱਕ ਡਿੱਗ ਗਿਆ, ਜੋ ਕਿ ਬਿਹਤਰ ਫਾਰਮੇਟ ਚੋਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦਰ 1 ਘੰਟੇ ਵਿੱਚ 62.7% ਤੱਕ ਘੱਟ ਗਈ, ਅਤੇ ਐਨੋਡਿਕ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦਰ ਟੈਸਟ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ ਜ਼ੀਰੋ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕੇ 17.0% ਹੋ ਗਈ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪ੍ਰਯੋਗ ਦੌਰਾਨ H2, CO, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦਾ FE ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਐਨੋਡਿਕ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੀ ਦਰ ਸਥਿਰ ਰਹੀ। ਪਹਿਲੇ ਘੰਟੇ ਦੌਰਾਨ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ PCEM/AEM ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣ ਕਾਰਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਇਹ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਛੇਦ ਰਾਹੀਂ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਦਾ ਹੈ, ਸਗੋਂ FEM ਰਾਹੀਂ ਵੀ ਫੈਲਦਾ ਹੈ ਅਤੇ Pt/C ਐਨੋਡ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ 60°C 'ਤੇ ਇੱਕ ਤਰਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਇਸਦਾ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣਾ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਉੱਤੇ ਤਰਜੀਹੀ ਆਕਸੀਕਰਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ।
a ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਬਨਾਮ ਸਮਾਂ (200 mA/cm2, 60 °C)। ਇਨਸੈੱਟ ਇੱਕ ਛੇਦ ਵਾਲੇ EM ਵਾਲੇ MEA ਦੇ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਦਾ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਚਿੱਤਰ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸਕੇਲ ਬਾਰ: 300 µm। b Pt/C ਐਨੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਸਮੇਂ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ PE ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ।
ਤਿਆਰੀ ਦੌਰਾਨ ਟੈਸਟਿੰਗ (BOT) ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਟੈਸਟਿੰਗ (EOT) ਦੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ 55 ਘੰਟਿਆਂ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਜਾਂਚ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਨੈਨੋ-ਐਕਸ-ਰੇ ਕੰਪਿਊਟਿਡ ਟੋਮੋਗ੍ਰਾਫੀ (ਨੈਨੋ-CT) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 5 a ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। EOT ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ BOT ਲਈ 930 nm ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ 1207 nm ਦੇ ਵਿਆਸ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਕਣ ਆਕਾਰ ਹੈ। ਉੱਚ-ਕੋਣ ਐਨੁਲਰ ਡਾਰਕ-ਫੀਲਡ ਸਕੈਨਿੰਗ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (HAADF-STEM) ਚਿੱਤਰ ਅਤੇ ਊਰਜਾ-ਫੈਲਾਉਣ ਵਾਲੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (EDS) ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ 5b ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਕਿ BOT ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਛੋਟੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਕਣਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਕੁਝ ਵੱਡੇ ਸਮੂਹ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, EOT ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪਰਤ ਨੂੰ ਦੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੱਡੇ ਠੋਸ ਕਣਾਂ ਵਾਲਾ ਅਤੇ ਦੂਜਾ ਵਧੇਰੇ ਪੋਰਸ ਖੇਤਰਾਂ ਵਾਲਾ। ਛੋਟੇ ਕਣਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ। EDS ਚਿੱਤਰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵੱਡੇ ਠੋਸ ਕਣ Bi ਵਿੱਚ ਅਮੀਰ ਹਨ, ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਧਾਤੂ Bi, ਅਤੇ ਪੋਰਸ ਖੇਤਰ ਆਕਸੀਜਨ ਨਾਲ ਭਰਪੂਰ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਸੈੱਲ ਨੂੰ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਚਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੈਥੋਡ ਦੀ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਸਮਰੱਥਾ Bi2O3 ਦੀ ਕਮੀ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣੇਗੀ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਹੇਠਾਂ ਚਰਚਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਇਨ-ਸੀਟੂ ਐਕਸ-ਰੇ ਸੋਖਣ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਹੈ। HAADF-STEM ਅਤੇ EDS ਮੈਪਿੰਗ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ Bi2O3 ਇੱਕ ਕਟੌਤੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਉਹ ਆਕਸੀਜਨ ਗੁਆ ​​ਦਿੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਧਾਤ ਦੇ ਕਣਾਂ ਵਿੱਚ ਇਕੱਠੇ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। BOT ਅਤੇ EOT ਕੈਥੋਡਾਂ ਦੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਪੈਟਰਨ EDS ਡੇਟਾ (ਚਿੱਤਰ 5c) ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦੇ ਹਨ: BOT ਕੈਥੋਡ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ Bi2O3 ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ EOT ਕੈਥੋਡ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਬਾਈਮੈਟਲ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। Bi2O3 ਕੈਥੋਡ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਆਕਸੀਕਰਨ ਸਥਿਤੀ 'ਤੇ ਕੈਥੋਡ ਸੰਭਾਵੀ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਤਾਪਮਾਨ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਸੰਭਾਵੀ (+0.3 V ਬਨਾਮ RHE) ਤੋਂ -1.5 V (ਬਨਾਮ RHE) ਤੱਕ ਵੱਖਰਾ ਸੀ। ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ RHE ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ -0.85 V 'ਤੇ Bi2O3 ਪੜਾਅ ਘਟਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਚਿੱਟੀ ਰੇਖਾ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ RHE ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ -1.1. V 'ਤੇ ਧਾਤੂ Bi RHE ਦੇ 90% ਤੱਕ ਘਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 5d)। ਵਿਧੀ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਕੈਥੋਡ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ, ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ, ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਫਾਰਮੇਟ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਚੋਣਸ਼ੀਲਤਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਦਲੀ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ H2 ਅਤੇ CO FE ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਠਨ ਤੋਂ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਨੈਨੋ-ਐਕਸ-ਰੇ CT ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪਰਤ ਦੀ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਬਣਤਰ ਅਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਕਣਾਂ ਦੀ ਵੰਡ। ਸਕੇਲ ਬਾਰ: 10 µm। b ਸਿਖਰ 2: BOT ਅਤੇ EOT ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀਆਂ ਕੈਥੋਡ ਪਰਤਾਂ ਦੀਆਂ HAADF-STEM ਤਸਵੀਰਾਂ। ਸਕੇਲ ਬਾਰ: 1 µm। ਹੇਠਾਂ 2: EOT ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਕੈਥੋਡ ਪਰਤ ਦੀਆਂ ਵਧੀਆਂ HADF-STEM ਅਤੇ EDX ਤਸਵੀਰਾਂ। ਸਕੇਲ ਬਾਰ: 100 nm। c BOT ਅਤੇ EOT ਕੈਥੋਡ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਵਰਤਨ ਪੈਟਰਨ। d ਸੰਭਾਵੀ ਫੰਕਸ਼ਨ (0.8 V ਤੋਂ -1.5 V ਬਨਾਮ RHE) ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ 0.1 M KOH ਵਿੱਚ Bi2O3 ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦਾ ਇਨ-ਸੀਟੂ ਐਕਸ-ਰੇ ਸੋਸ਼ਣ ਸਪੈਕਟਰਾ।
ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਰੋਕ ਕੇ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿਹੜੇ ਮੌਕੇ ਮੌਜੂਦ ਹਨ, ਇੱਕ H2 ਸੰਦਰਭ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵੋਲਟੇਜ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਯੋਗਦਾਨ ਦੀ ਪਛਾਣ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ39। 500 mA/cm2 ਤੋਂ ਘੱਟ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾਵਾਂ 'ਤੇ, ਕੈਥੋਡ ਸੰਭਾਵੀ -1.25 V ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਐਨੋਡਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਦੋ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ: ਐਕਸਚੇਂਜ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ HOR ਅਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਓਵਰਵੋਲਟੇਜ HOR 40 ਜੋ ਪਹਿਲਾਂ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਬਲਟਰ-ਵੋਲਮਰ ਸਮੀਕਰਨ ਦੁਆਰਾ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ ਬਾਕੀ ਹਿੱਸਾ ਆਕਸੀਕਰਨ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੈ। HOR41 ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਬਹੁਤ ਹੌਲੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਗਤੀ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਛੋਟੀ ਦਰ ਐਨੋਡਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਐਨੋਡਿਕ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੀ ਪੂਰੀ ਰੋਕਥਾਮ ਲਗਭਗ 500 mV ਓਵਰਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਇਸ ਅੰਦਾਜ਼ੇ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ, ਐਨੋਡ ਇਨਲੇਟ 'ਤੇ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ (DI) ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨੂੰ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਐਨੋਡ 'ਤੇ DI ਫਲਕਸ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਚਿੱਤਰ 6b ਅਤੇ c FE, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ, ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ 3.3 mL/ਮਿੰਟ ਤੋਂ 25 mL/ਮਿੰਟ ਤੱਕ ਵਧੀ, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 0.27 mol/L ਤੋਂ ਘੱਟ ਕੇ 0.08 mol/L ਹੋ ਗਿਆ। ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, Xia et al. 30 ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਸੈਂਡਵਿਚ ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 200 mA/cm2 'ਤੇ 1.8 mol/L ਦੀ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ। ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਘਟਾਉਣ ਨਾਲ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ FE ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ H2 ਦੇ FE ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਕੈਥੋਡ pH ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਘਟੇ ਹੋਏ ਬੈਕ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਕਾਰਨ ਵਧੇਰੇ ਖਾਰੀ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ DI ਪ੍ਰਵਾਹ 'ਤੇ ਘਟੀ ਹੋਈ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਵੀ ਲਗਭਗ ਖਤਮ ਕਰ ਦਿੱਤਾ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਕੁੱਲ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ 1.7 V ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੋ ਗਿਆ। ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵੀ ਸਮੁੱਚੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ S10 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, PCEM-ਅਧਾਰਿਤ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸੁਧਾਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਭਾਵੇਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਵੱਲ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਚੋਣਤਮਕਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਵਾਲੇ ਐਨੋਡਿਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੁਆਰਾ ਜਾਂ ਡਿਵਾਈਸ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ।
60 °C, Pt/C ਐਨੋਡ ਅਤੇ 80 µm AEM 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਸੈੱਲ ਰੈਫਰੈਂਸ H2 ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਬ੍ਰੇਕਡਾਊਨ। b ਐਨੋਡਿਕ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 200 mA/cm2 'ਤੇ ਇਕੱਠੀ ਕੀਤੀ ਗਈ FE ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ। c ਜਦੋਂ ਐਨੋਡ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣਾਂ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਇਕੱਠਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ 200 mA/cm2 ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗਲਤੀ ਬਾਰ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮਾਪਾਂ ਦੇ ਮਿਆਰੀ ਭਟਕਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। d US$0.068/kWh ਅਤੇ US$4.5/kg ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੀਆਂ ਰਾਸ਼ਟਰੀ ਉਦਯੋਗਿਕ ਔਸਤ ਬਿਜਲੀ ਕੀਮਤਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰਾਂ 'ਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਵੰਡੀ ਗਈ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਵਿਕਰੀ ਕੀਮਤ। (*: ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ 10 M FA ਮੰਨੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਰਾਸ਼ਟਰੀ ਔਸਤ ਉਦਯੋਗਿਕ ਬਿਜਲੀ ਕੀਮਤ $0.068/kWh ਹੈ, ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ $4.5/kg ਹੈ। **: ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਮੰਨੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਐਨੋਡ 'ਤੇ FA ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 1.3 M ਐਨੋਡ ਹੈ, ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਸੰਭਾਵਿਤ ਬਿਜਲੀ ਕੀਮਤ $0.03/kWh ਹੈ, ਅਤੇ ਬਿੰਦੀਦਾਰ ਲਾਈਨ 85 wt% FA ਦੀ ਮਾਰਕੀਟ ਕੀਮਤ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 5d ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਅਨੁਸਾਰ, ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਤਹਿਤ ਬਾਲਣ ਅਸੈਂਬਲੀਆਂ ਦੀ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਵਿਕਰੀ ਕੀਮਤ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਤਕਨੀਕੀ-ਆਰਥਿਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (TEA) ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। TEA ਲਈ ਢੰਗ ਅਤੇ ਪਿਛੋਕੜ ਡੇਟਾ SI ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਐਨੋਡ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਿੱਚ LC ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਉੱਚ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਵੱਖ ਹੋਣ ਦੀ ਲਾਗਤ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਾਲਣ ਅਸੈਂਬਲੀ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਲਾਗਤ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਿਕਾਸ ਜਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੁਆਰਾ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਐਨੋਡਿਕ ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਘੱਟ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ (1.66 V) ਅਤੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਿੱਚ ਉੱਚ FA ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ (10 M) ਦਾ ਸੁਮੇਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ FA ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਲਾਗਤ ਨੂੰ 0.74 ਅਮਰੀਕੀ ਡਾਲਰ/ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ (ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ) ਘਟਾ ਦੇਵੇਗਾ। ਕੀਮਤ) $0.068/kWh ਅਤੇ $4.5/kg ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ42। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਜਦੋਂ $0.03/kWh ਦੀ ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਅਨੁਮਾਨਿਤ ਭਵਿੱਖੀ ਲਾਗਤ ਅਤੇ $2.3/kg ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੇ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ FA ਗੰਦੇ ਪਾਣੀ ਦਾ ਟੀਚਾ ਘਟਾ ਕੇ 1.3 ਮਿਲੀਅਨ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਅੰਤਮ ਅਨੁਮਾਨਿਤ ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਗਤ US$0.66/kg43 ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਮੌਜੂਦਾ ਬਾਜ਼ਾਰ ਕੀਮਤਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਅਤੇ ਢਾਂਚਿਆਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਯਤਨ ਐਨੋਡਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਘਟਾ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਕਿ ਘੱਟ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਉੱਚ LC ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦੇ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਵਿੱਚ CO2 ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਕਈ ਜ਼ੀਰੋ-ਗੈਪ MEA ਢਾਂਚਿਆਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਲਈ ਝਿੱਲੀ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਲਈ ਇੱਕ ਸੰਕੁਚਿਤ ਫਾਰਵਰਡ-ਬਾਇਜ਼ਡ ਬਾਈਪੋਲਰ ਝਿੱਲੀ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਬਣਤਰ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ ਹੈ। ਇਹ ਸੰਰਚਨਾ 0.25 M ਤੱਕ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 'ਤੇ >96% ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀ ਹੈ (3.3 mL/ਮਿੰਟ ਦੀ ਐਨੋਡ DI ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ 'ਤੇ)। ਉੱਚ DI ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰਾਂ (25 mL/ਮਿੰਟ) 'ਤੇ, ਇਸ ਸੰਰਚਨਾ ਨੇ 25 cm2 ਸੈੱਲ ਖੇਤਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 1.7 V 'ਤੇ 200 mA/cm2 ਦੇ >80% FE ਦੀ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤੀ। ਦਰਮਿਆਨੀ ਐਨੋਡਿਕ DI ਦਰਾਂ (10 mL/ਮਿੰਟ) 'ਤੇ, PECM ਸੰਰਚਨਾ ਨੇ 200 mA/cm2 'ਤੇ 55 ਘੰਟਿਆਂ ਦੀ ਜਾਂਚ ਲਈ ਸਥਿਰ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਉੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ FE ਪੱਧਰਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਿਆ। ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਅਤੇ ਪੋਲੀਮਰਿਕ ਝਿੱਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਉੱਚ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਚੋਣ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਟਾਲਿਸਟਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ ਹੋਰ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਦਾ ਕੰਮ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਹਾਲਤਾਂ, ਐਨੋਡ ਕੈਟਾਲਿਸਟ ਚੋਣ, ਅਤੇ MEA ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਕਰਨ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਤ ਕਰੇਗਾ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਘੱਟ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਸੰਘਣਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਹੋਵੇਗਾ। ਇੱਥੇ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਲਈ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦਾ ਸਰਲ ਤਰੀਕਾ ਐਨੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਕੈਥੋਲਾਈਟ ਚੈਂਬਰਾਂ, ਸੈਂਡਵਿਚ ਹਿੱਸਿਆਂ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸੈੱਲ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਜਟਿਲਤਾ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਕੇਲ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਸੰਰਚਨਾ ਤਕਨੀਕੀ ਅਤੇ ਆਰਥਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਿਵਹਾਰਕ CO2 ਪਰਿਵਰਤਨ ਪਲਾਂਟਾਂ ਦੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਇੱਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ।
ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਹੋਰ ਨਾ ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਹੋਵੇ, ਸਾਰੀਆਂ ਰਸਾਇਣਕ ਗ੍ਰੇਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਅਤੇ ਘੋਲਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਅਨੁਸਾਰ ਵਰਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਬਿਸਮਥ ਆਕਸਾਈਡ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ (Bi2O3, 80 nm) US ਰਿਸਰਚ ਨੈਨੋਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼, ਇੰਕ. ਤੋਂ ਖਰੀਦਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਪੋਲੀਮਰ ਪਾਊਡਰ (AP1-CNN8-00-X) IONOMR ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। Omnisolv® ਬ੍ਰਾਂਡ N-propanol (nPA) ਅਤੇ ਅਲਟਰਾਪਿਊਰ ਪਾਣੀ (18.2 Ω, Milli–Q® ਐਡਵਾਂਟੇਜ A10 ਪਾਣੀ ਸ਼ੁੱਧੀਕਰਨ ਪ੍ਰਣਾਲੀ) ਮਿਲੀਪੋਰ ਸਿਗਮਾ ਤੋਂ ਖਰੀਦੇ ਗਏ ਸਨ। ACS ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਮੀਥੇਨੌਲ ਅਤੇ ਐਸੀਟੋਨ ਕ੍ਰਮਵਾਰ VWR ਕੈਮੀਕਲਜ਼ BDH® ਅਤੇ ਫਿਸ਼ਰ ਕੈਮੀਕਲ ਤੋਂ ਖਰੀਦੇ ਗਏ ਹਨ। 6.5 wt. ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਾਲਾ ਪੋਲੀਮਰ ਫੈਲਾਅ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪੋਲੀਮਰ ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਭਾਰ ਦੁਆਰਾ 1:1 ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਐਸੀਟੋਨ ਅਤੇ ਮੀਥੇਨੌਲ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨਾਲ ਮਿਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। 30 ਮਿ.ਲੀ. ਜਾਰ ਵਿੱਚ 20 ਗ੍ਰਾਮ Bi2O3, ਅਲਟਰਾਪਿਊਰ ਪਾਣੀ, nPA ਅਤੇ ਆਇਨੋਮਰ ਫੈਲਾਅ ਨੂੰ ਮਿਲਾ ਕੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਿਆਹੀ ਤਿਆਰ ਕਰੋ। ਇਸ ਰਚਨਾ ਵਿੱਚ 30 wt.% ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ, ਆਇਨੋਮਰ ਅਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦਾ ਪੁੰਜ ਅਨੁਪਾਤ 0.02 ਅਤੇ ਅਲਕੋਹਲ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦਾ ਪੁੰਜ ਅਨੁਪਾਤ 2:3 (40 wt.% nPA) ਸੀ। ਮਿਲਾਉਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਿੱਚ 70 ਗ੍ਰਾਮ ਗਲੇਨ ਮਿੱਲਜ਼ 5mm ਜ਼ਿਰਕੋਨੀਆ ਪੀਸਣ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਨਮੂਨੇ 26 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ 80 rpm 'ਤੇ Fisherbrand™ ਡਿਜੀਟਲ ਬੋਤਲ ਰੋਲਰ 'ਤੇ ਰੱਖੇ ਗਏ ਸਨ। ਸਿਆਹੀ ਨੂੰ ਲਗਾਉਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ 20 ਮਿੰਟ ਲਈ ਬੈਠਣ ਦਿਓ। Bi2O3 ਸਿਆਹੀ ਨੂੰ 22°C 'ਤੇ 1/2″ x 16″ ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ ਵਾਇਰਵਾਊਂਡ ਰੀਫਿਲ (RD ਸਪੈਸ਼ਲਿਟੀਜ਼ - 60 ਮਿਲੀ ਵਿਆਸ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ Qualtech ਆਟੋਮੈਟਿਕ ਐਪਲੀਕੇਟਰ (QPI-AFA6800) 'ਤੇ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। 55 mm/sec ਦੀ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਔਸਤ ਗਤੀ 'ਤੇ ਰਾਡ ਡਿਪੋਜ਼ੀਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ 7.5 x 8 ਇੰਚ ਸਿਗਰਾਸੈੱਟ 39 BB ਕਾਰਬਨ ਗੈਸ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਕੈਰੀਅਰ (ਫਿਊਲ ਸੈੱਲ ਸਟੋਰੇਜ) 'ਤੇ 5 mL ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਿਆਹੀ ਲਗਾਈ ਗਈ ਸੀ। ਇਹਨਾਂ ਕੋਟੇਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਓਵਨ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰੋ ਅਤੇ 80 °C 'ਤੇ ਸੁੱਕੋ। ਰਾਡ ਕੋਟਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ GDE ਕੋਟਿੰਗ ਦੀਆਂ ਤਸਵੀਰਾਂ ਚਿੱਤਰ S4a ਅਤੇ b ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ। ਇੱਕ ਐਕਸ-ਰੇ ਫਲੋਰੋਸੈਂਸ (XRF) ਯੰਤਰ (Fischerscope® XDV-SDD, Fischer-Technolgy Inc. USA) ਨੇ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕੀਤੀ ਕਿ ਕੋਟੇਡ GDE ਲੋਡਿੰਗ 3.0 mg Bi2O3/cm2 ਸੀ।
ਐਨੀਅਨ ਐਕਸਚੇਂਜ ਝਿੱਲੀ (AEM) ਅਤੇ ਪਰਫੋਰੇਟਿਡ CEM ਵਾਲੇ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਝਿੱਲੀ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਲਈ। 15 µm ਦੀ ਮਾਮੂਲੀ ਮੋਟਾਈ ਵਾਲੀ Nafion NC700 (Chemours, USA) ਨੂੰ CEM ਪਰਤ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਐਨੋਡਿਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਨੂੰ 0.83 ਦੇ ਆਇਓਨੋਮਰ ਤੋਂ ਕਾਰਬਨ ਅਨੁਪਾਤ ਅਤੇ 25 cm2 ਦੇ ਕਵਰੇਜ ਖੇਤਰ ਨਾਲ ਸਿੱਧਾ FEM 'ਤੇ ਛਿੜਕਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। 0.25 mg Pt/cm2 ਦੇ ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਵੱਡੇ ਸਤਹ ਖੇਤਰ (50 wt.% Pt/C, TEC 10E50E, TANAKA ਕੀਮਤੀ ਧਾਤ) ਦੇ ਨਾਲ ਸਮਰਥਿਤ ਪਲੈਟੀਨਮ ਨੂੰ ਐਨੋਡ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। Nafion D2020 (ਆਇਨ ਪਾਵਰ, USA) ਨੂੰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਐਨੋਡ ਪਰਤ ਲਈ ਇੱਕ ਆਇਓਨੋਮਰ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। CEM ਪਰਫੋਰੇਸ਼ਨ 3mm ਅੰਤਰਾਲਾਂ 'ਤੇ CEM ਫਿਲਮ 'ਤੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਲਾਈਨਾਂ ਨੂੰ ਕੱਟ ਕੇ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਰਫੋਰੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਵੇਰਵੇ ਚਿੱਤਰ S12b ਅਤੇ c ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਐਕਸ-ਰੇ ਕੰਪਿਊਟਿਡ ਟੋਮੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕਿ ਪਰਫੋਰੇਸ਼ਨ ਗੈਪ 32.6 μm ਸੀ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ S12d ਅਤੇ e ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਸੈੱਲ ਅਸੈਂਬਲੀ ਦੌਰਾਨ, ਇੱਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ-ਕੋਟੇਡ ਪਰਫੋਰੇਟਿਡ CEM ਝਿੱਲੀ 25 cm2 ਟੋਰੇ ਪੇਪਰ (5 wt% PTFE ਟ੍ਰੀਟਡ, ਫਿਊਲ ਸੈੱਲ ਸਟੋਰ, USA) 'ਤੇ ਰੱਖੀ ਗਈ ਸੀ। 25, 40 ਜਾਂ 80 μm ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਾਲੀ ਇੱਕ AEM ਝਿੱਲੀ (PiperION, Versogen, USA) CEM ਦੇ ਉੱਪਰ ਅਤੇ ਫਿਰ GDE ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਰੱਖੀ ਗਈ ਸੀ। AEM ਝਿੱਲੀ ਨੂੰ ਪੂਰੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਢੱਕਣ ਲਈ 7.5 × 7.5 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਦੇ ਟੁਕੜਿਆਂ ਵਿੱਚ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਅਸੈਂਬਲੀ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ 1 M ਪੋਟਾਸ਼ੀਅਮ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਰਾਤ ਭਰ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਦੋਵੇਂ PTFE ਸਪੇਸਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜੋ 18% ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ GDE ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਮੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਬੈਟਰੀ ਅਸੈਂਬਲੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਵੇਰਵੇ ਚਿੱਤਰ S12a ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ।
ਟੈਸਟਿੰਗ ਦੌਰਾਨ, ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਸੈੱਲ ਨੂੰ 60 °C (ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਰਭਰਤਾ ਅਧਿਐਨਾਂ ਲਈ 30, 60, ਅਤੇ 80 °C) 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਸਪਲਾਈ ਕੀਤੀ ਗਈ 0.8 L/ਮਿੰਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਨੂੰ ਸਪਲਾਈ ਕੀਤੀ ਗਈ 2 L/ਮਿੰਟ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਸੀ। ਐਨੋਡਿਕ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡਿਕ ਹਵਾ ਦੀਆਂ ਧਾਰਾਵਾਂ ਦੋਵਾਂ ਨੂੰ 100% ਸਾਪੇਖਿਕ ਨਮੀ ਅਤੇ 259 kPa ਸੰਪੂਰਨ ਕੈਥੋਡਿਕ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਨਮੀ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਦੌਰਾਨ, ਕੈਥੋਡ ਕੈਟਾਲਿਸਟ ਬੈੱਡ ਅਤੇ ਆਇਓਨਿਕ ਸੰਚਾਲਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕੈਥੋਡ ਗੈਸ ਸਟ੍ਰੀਮ ਨੂੰ 2 mL/ਮਿੰਟ ਦੀ ਦਰ ਨਾਲ 1 M KOH ਘੋਲ ਨਾਲ ਮਿਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ 10 ml/ਮਿੰਟ ਦੀ ਦਰ ਨਾਲ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਨਾਲ ਐਨੋਡ ਗੈਸ ਦੀ ਇੱਕ ਧਾਰਾ ਨੂੰ ਮਿਲਾਓ। ਡਿਵਾਈਸ ਇਨਪੁਟਸ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦੇ ਵੇਰਵੇ ਚਿੱਤਰ S5 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਕੈਥੋਡ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਗੈਸ ਵਿੱਚ CO2 ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ CO ਅਤੇ H2 ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪਾਣੀ ਦੀ ਭਾਫ਼ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਡੈਂਸਰ (2°C 'ਤੇ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲਾ ਹੀਟ ਐਕਸਚੇਂਜਰ) ਰਾਹੀਂ ਹਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਬਾਕੀ ਗੈਸ ਗੈਸ ਟਾਈਮਿੰਗ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਲਈ ਇਕੱਠੀ ਕੀਤੀ ਜਾਵੇਗੀ। ਐਨੋਡ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵੀ ਤਰਲ ਨੂੰ ਗੈਸ ਤੋਂ ਵੱਖ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਕੰਡੈਂਸਰ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘੇਗਾ। ਗੰਦੇ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਸਾਫ਼ ਸ਼ੀਸ਼ੀਆਂ ਵਿੱਚ ਇਕੱਠਾ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ ਅਤੇ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਤਰਲ ਕ੍ਰੋਨੋਮੈਟਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ। ਗਾਰਮੀ ਪੋਟੈਂਸ਼ੀਓਸਟੈਟ (ਹਵਾਲਾ ਨੰਬਰ 30K, ਗੇਮਰੀ, ਯੂਐਸਏ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਵਕਰ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਸੈੱਲ ਨੂੰ 2.5 mA/cm2 ਦੀ ਸਕੈਨ ਦਰ ਨਾਲ ਲੀਨੀਅਰ ਵੋਲਟੈਮੈਟਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 0 ਤੋਂ 250 mA/cm2 ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ 4 ਵਾਰ ਕੰਡੀਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਵਕਰਾਂ ਨੂੰ ਗੈਲਵੈਨੋਸਟੈਟਿਕ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਕੈਥੋਡ ਗੈਸ ਅਤੇ ਐਨੋਲਾਈਟ ਤਰਲ ਦਾ ਨਮੂਨਾ ਲੈਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ 4 ਮਿੰਟ ਲਈ ਇੱਕ ਖਾਸ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ।
ਅਸੀਂ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡਿਕ ਪੋਟੈਂਸ਼ਲ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨ ਲਈ MEA ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਬਣਤਰ ਚਿੱਤਰ S6a ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਹੈ। MEA ਝਿੱਲੀ ਅਤੇ ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਲਈ ਇੱਕ ਆਇਓਨਿਕ ਪੁਲ ਵਜੋਂ ਇੱਕ Nafion ਝਿੱਲੀ (Nafion 211, IonPower, USA) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। Nafion ਸਟ੍ਰਿਪ ਦਾ ਇੱਕ ਸਿਰਾ 1 cm2 ਗੈਸ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (GDE) ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਸੀ ਜੋ 0.25 mg Pt/cm2 (50 wt% Pt/C, TEC10E50E, TANAKA ਕੀਮਤੀ ਧਾਤਾਂ) ਨਾਲ ਭਰਿਆ ਹੋਇਆ ਸੀ ਜੋ 29BC ਕਾਰਬਨ ਪੇਪਰ (ਫਿਊਲ ਸੈੱਲ ਸਟੋਰ, USA) 'ਤੇ ਫੈਲਿਆ ਹੋਇਆ ਸੀ। )। ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪੋਲੀਥੈਰੇਥਰਕੇਟੋਨ (PEEK) ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਗੈਸ ਸੀਲ ਕਰਨ ਅਤੇ GDE ਅਤੇ Nafion ਸਟ੍ਰਿਪਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਚੰਗੇ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਅਤੇ ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਫਿਊਲ ਸੈੱਲ ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। Nafion ਸਟ੍ਰਿਪ ਦਾ ਦੂਜਾ ਸਿਰਾ CEM ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਫੈਲੇ ਹੋਏ ਕਿਨਾਰੇ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ S6b MEA ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਕਰਾਸ ਸੈਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਗੈਸ ਕੰਡੈਂਸਰ ਅਤੇ ਗੈਸ-ਤਰਲ ਵਿਭਾਜਕ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਕੈਥੋਡ ਤੋਂ ਗੈਸ ਦੇ ਨਮੂਨੇ ਲਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਕੱਠੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਗੈਸ ਦਾ 4900 ਮਾਈਕ੍ਰੋ GC (10 μm ਅਣੂ ਛਾਨਣੀ, ਐਜਿਲੈਂਟ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਤਿੰਨ ਵਾਰ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਨਮੂਨੇ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਸਮੇਂ (30 ਸਕਿੰਟ) ਲਈ ਇਨਰਟ ਮਲਟੀ-ਲੇਅਰ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਫੋਇਲ ਗੈਸ ਸੈਂਪਲ ਬੈਗ ਸੁਪੇਲ™ (ਸਿਗਮਾ-ਐਲਡਰਿਕ) ਵਿੱਚ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਅਤੇ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨ ਦੇ ਦੋ ਘੰਟਿਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਗੈਸ ਕ੍ਰੋਮੈਟੋਗ੍ਰਾਫ ਵਿੱਚ ਹੱਥੀਂ ਪਾਏ ਗਏ ਸਨ। ਇੰਜੈਕਸ਼ਨ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ 110°C 'ਤੇ ਸੈੱਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਕਾਰਬਨ ਮੋਨੋਆਕਸਾਈਡ (CO) ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ (H2) ਨੂੰ ਕੈਰੀਅਰ ਗੈਸ ਵਜੋਂ ਆਰਗਨ (ਮੈਥੇਸਨ ਗੈਸ-ਮੈਥੇਸਨ ਪਿਊਰਿਟੀ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਗਰਮ (105°C) ਦਬਾਅ ਵਾਲੇ (28 psi) 10 ਮੀਟਰ MS5A ਕਾਲਮ 'ਤੇ ਵੱਖ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਹਨਾਂ ਕਨੈਕਸ਼ਨਾਂ ਦਾ ਪਤਾ ਬਿਲਟ-ਇਨ ਥਰਮਲ ਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ ਡਿਟੈਕਟਰ (TCD) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਲਗਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। GC ਕ੍ਰੋਮੈਟੋਗ੍ਰਾਮ ਅਤੇ CO ਅਤੇ H2 ਕੈਲੀਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਕਰਵ ਚਿੱਤਰ S7 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਤਰਲ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਨਮੂਨੇ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਸਮੇਂ (120 ਸਕਿੰਟ) ਲਈ ਐਨੋਡ ਤੋਂ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਅਤੇ 0.22 μm PTFE ਸਰਿੰਜ ਫਿਲਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ 2 mL ਸ਼ੀਸ਼ੀਆਂ ਵਿੱਚ ਫਿਲਟਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਸ਼ੀਸ਼ੀਆਂ ਵਿੱਚ ਤਰਲ ਉਤਪਾਦਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਇੱਕ Agilent 1260 Infinity II bioinert ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਤਰਲ ਕ੍ਰੋਮੈਟੋਗ੍ਰਾਫੀ (HPLC) ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ 20 μl ਨਮੂਨਾ ਇੱਕ ਆਟੋਸੈਂਪਲਰ (G5668A) ਰਾਹੀਂ 4 mM ਸਲਫਿਊਰਿਕ ਐਸਿਡ (H2SO4) ਦੇ ਮੋਬਾਈਲ ਪੜਾਅ ਦੇ ਨਾਲ 0.6 ml/ਮਿੰਟ (ਕੁਆਟਰਨਰੀ ਪੰਪ G5654A) ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ 'ਤੇ ਟੀਕਾ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਉਤਪਾਦਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਗਰਮ (35°C, ਕਾਲਮ ਓਵਨ G7116A) Aminex HPX-87H 300 × 7.8 mm (ਬਾਇਓ-ਰੈੱਡ) 'ਤੇ ਇੱਕ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਗਾਰਡ ਕੈਸ਼ਨ H ਗਾਰਡ ਕਾਲਮ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵੱਖ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦਾ ਪਤਾ ਇੱਕ ਡਾਇਓਡ ਐਰੇ ਡਿਟੈਕਟਰ (DAD) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। 210 nm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਅਤੇ 4 nm ਦੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ 'ਤੇ। HPL ਕ੍ਰੋਮੈਟੋਗ੍ਰਾਮ ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਸਟੈਂਡਰਡ ਕੈਲੀਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਕਰਵ ਚਿੱਤਰ S7 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਗੈਸ ਉਤਪਾਦਾਂ (CO ਅਤੇ H2) FE ਦੀ ਗਣਨਾ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੈਸ ਦੇ ਕੁੱਲ ਮੋਲ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ:
ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ: \({n}_{i}\): ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ। \(F\): ਫੈਰਾਡੇ ਦਾ ਸਥਿਰਾਂਕ। \({C}_{i}\): HPLC ਤਰਲ ਉਤਪਾਦ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ। \(V\): ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ ਗਏ ਤਰਲ ਨਮੂਨੇ ਦੀ ਮਾਤਰਾ t. \(j\): ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ। \(A\): ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦਾ ਜਿਓਮੈਟ੍ਰਿਕ ਖੇਤਰ (25 cm2)। \(t\): ਨਮੂਨਾ ਲੈਣ ਦੀ ਸਮਾਂ ਮਿਆਦ। \(P\): ਸੰਪੂਰਨ ਦਬਾਅ। \({x}_{i}\): GC ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਗੈਸ ਦਾ ਮੋਲ ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ। \(R\): ਗੈਸ ਸਥਿਰਾਂਕ। \(T\): ਤਾਪਮਾਨ।
ਐਨੋਡਿਕ ਕੈਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੂੰ ਇੰਡਕਟਿਵਲੀ ਕਪਲਡ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਐਟੋਮਿਕ ਐਮੀਸ਼ਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (ICP-OES) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਕੈਸ਼ਨ ਜੋ ਐਨੋਡ ਵਿੱਚ ਲੀਚ ਜਾਂ ਫੈਲ ਸਕਦੇ ਹਨ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ Ti, Pt, Bi ਅਤੇ K ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। K ਨੂੰ ਛੱਡ ਕੇ, ਬਾਕੀ ਸਾਰੇ ਕੈਸ਼ਨ ਖੋਜ ਸੀਮਾ ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਸਨ। ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਜਾਂ ਹੋਰ ਕੈਸ਼ਨਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਲਈ ਛੱਡ ਕੇ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਆਇਨ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ
ਫਾਰਮੈਟ/FA ਉਤਪਾਦਨ ਇੱਕ ਖਾਸ MEA ਸੰਰਚਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਖਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਪ੍ਰਤੀ kWh ਪ੍ਰਤੀ fra ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, mol/kWh ਵਿੱਚ। ਇਸਦੀ ਗਣਨਾ ਖਾਸ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ, ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਫੈਰਾਡੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਸਮੁੱਚੇ ਪੁੰਜ ਸੰਤੁਲਨ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਆਕਸੀਕਰਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ। ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਤਿੰਨ ਮੁਕਾਬਲੇ ਵਾਲੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ: ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਵਿਕਾਸ, CO2 ਤੋਂ CO ਤੱਕ ਘਟਾਉਣਾ, ਅਤੇ CO2 ਤੋਂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਤੱਕ ਘਟਾਉਣਾ। ਕਿਉਂਕਿ ਸਾਡੇ ਕੋਲ ਐਂਟਨ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੈ, ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ FE ਨੂੰ ਦੋ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਆਕਸੀਕਰਨ। ਕੁੱਲ ਪੁੰਜ ਸੰਤੁਲਨ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
ਅਸੀਂ HPLC ਦੁਆਰਾ ਇਕੱਠੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ, ਅਤੇ CO ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਲਈ GC ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਪੂਰਕ ਚਿੱਤਰ S5 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਸੈੱਟਅੱਪ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਐਨੋਡ ਤੋਂ ਇਕੱਠਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਕੈਥੋਡ ਚੈਂਬਰ ਤੋਂ ਇਕੱਠੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਫਾਰਮੇਟ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਮਾਮੂਲੀ ਹੈ, ਲਗਭਗ ਦੋ ਆਰਡਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਘੱਟ ਹੈ, ਅਤੇ SC ਦੀ ਕੁੱਲ ਮਾਤਰਾ ਦੇ 0.5% ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ।
ਇੱਥੇ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਨਿਰੰਤਰ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਮਾਡਲ ਸਮਾਨ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ 'ਤੇ ਪਿਛਲੇ ਕੰਮ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ34। ਪੋਇਸਨ-ਨੈਸਟ-ਪਲੈਂਕ (PNP) ਸਮੀਕਰਨਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਜੋੜੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਅਤੇ ਆਇਓਨਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਚਾਲਨ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਸੰਭਾਵੀਤਾ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਅੰਤਰੀਵ ਸਮੀਕਰਨਾਂ ਅਤੇ ਮਾਡਲ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਦਾ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਸੰਖੇਪ SI ਵਿੱਚ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅੱਠ ਜਲਮਈ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀ ਹੈ (\({{{{{{\rm{C}}}}}}}}}{{{{{{\rm{O}}}}}}}}_{2 \left ({{{{{{\rm{aq}}}}}}}}\right)}\), \({{{{{{\rm{H}}}}}}^{+ }\), \ ({{{{{{\rm{O}}}}}}}}}^{-}\), \({{{{{{\rm{HCO}}}}}}_{3}^{-}\), \({{{{{{\rm{CO}}}}}}_{3}^{ 2-} \ ),\ ({{{{{{\rm{HCOOH}}}}}}}}}}}), \({{{{{{{\rm{HCOO}}}}}}}}^{- }\) ਅਤੇ \({{{{ {{{\rm{K}}}}}^{+}\)), ਆਇਓਨਿਕ ਸੰਚਾਲਨ ਪੜਾਅ (\({\phi }_{I}\ )) ਅਤੇ ਐਨੋਡਿਕ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸੰਚਾਲਨ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਸੰਭਾਵੀ। ਪੜਾਵਾਂ (\({\phi }_{A}\) ਅਤੇ \({\phi }_{C}\) ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਕ੍ਰਮਵਾਰ)। ਇਸ ਦੀ ਬਜਾਏ, ਨਾ ਤਾਂ ਸਥਾਨਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਨਿਰਪੱਖਤਾ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਚਾਰਜ ਵੰਡ ਫੰਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੋਇਸਨ ਦੇ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਹੱਲ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ; ਇਹ ਪਹੁੰਚ ਸਾਨੂੰ CEM|AEM, CEM|Pore, ਅਤੇ AEM|Pore ਇੰਟਰਫੇਸਾਂ 'ਤੇ ਡੋਨਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਾਡਲ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਪੋਰਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਥਿਊਰੀ (PET) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀਆਂ ਐਨੋਡਿਕ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡਿਕ ਪਰਤਾਂ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਲੇਖਕਾਂ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਗਿਆਨ ਲਈ, ਇਹ ਕੰਮ ਮਲਟੀਪਲ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰਾਂ ਵਾਲੇ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ PET ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਉਪਯੋਗ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
GDE BOT ਅਤੇ EOT ਕੈਥੋਡ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੀ ਜਾਂਚ Zeiss Xradia 800 Ultra ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ 8.0 keV ਐਕਸ-ਰੇ ਸਰੋਤ, ਸੋਖਣ ਅਤੇ ਵਿਆਪਕ ਫੀਲਡ ਮੋਡ, ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ ਫਿਊਜ਼ਨ1 ਨਾਲ ਕੀਤੀ ਗਈ। 901 ਤਸਵੀਰਾਂ -90° ਤੋਂ 90° ਤੱਕ 50 ਸਕਿੰਟਾਂ ਦੇ ਐਕਸਪੋਜ਼ਰ ਸਮੇਂ ਨਾਲ ਇਕੱਠੀਆਂ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ। 64 nm ਦੇ ਵੌਕਸਲ ਆਕਾਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਬੈਕ ਪ੍ਰੋਜੈਕਸ਼ਨ ਫਿਲਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪੁਨਰ ਨਿਰਮਾਣ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਵਿਭਾਜਨ ਅਤੇ ਕਣ ਆਕਾਰ ਵੰਡ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲਿਖੇ ਕੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੀਰੇ ਦੇ ਚਾਕੂ ਨਾਲ ਅਲਟਰਾਥਿਨ ਸੈਕਸ਼ਨਿੰਗ ਦੀ ਤਿਆਰੀ ਵਿੱਚ ਟੈਸਟ MEAs ਨੂੰ epoxy ਰਾਲ ਵਿੱਚ ਜੋੜਨਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ। ਹਰੇਕ MEA ਦੇ ਕਰਾਸ ਸੈਕਸ਼ਨ ਨੂੰ 50 ਤੋਂ 75 nm ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇੱਕ Talos F200X ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (ਥਰਮੋ ਫਿਸ਼ਰ ਸਾਇੰਟਿਫਿਕ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (STEM) ਅਤੇ ਊਰਜਾ-ਫੈਲਾਉਣ ਵਾਲੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (EDS) ਮਾਪਾਂ ਨੂੰ ਸਕੈਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ 4 ਵਿੰਡੋ ਰਹਿਤ SDD ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ EDS ਸੁਪਰ-X ਸਿਸਟਮ ਨਾਲ ਲੈਸ ਹੈ ਅਤੇ 200 kV 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਪਾਊਡਰ ਐਕਸ-ਰੇ ਡਿਫ੍ਰੈਕਸ਼ਨ ਪੈਟਰਨ (PXRD) ਇੱਕ ਬਰੂਕਰ ਐਡਵਾਂਸ D8 ਪਾਊਡਰ ਐਕਸ-ਰੇ ਡਿਫ੍ਰੈਕਟੋਮੀਟਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਜਿਸ ਵਿੱਚ Ni-ਫਿਲਟਰਡ Cu Kα ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ 40 kV ਅਤੇ 40 mA 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸਕੈਨਿੰਗ ਰੇਂਜ 10° ਤੋਂ 60° ਤੱਕ ਹੈ, ਸਟੈਪ ਸਾਈਜ਼ 0.005° ਹੈ, ਅਤੇ ਡੇਟਾ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਦੀ ਗਤੀ ਪ੍ਰਤੀ ਸਟੈਪ 1 ਸਕਿੰਟ ਹੈ।
Bi2O3 Bi L3 ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ RAS ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਘਰੇਲੂ ਸੈੱਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸੰਭਾਵੀ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। Bi2O3 ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਆਇਓਨੋਮਰ ਸਿਆਹੀ 26.1 ਮਿਲੀਗ੍ਰਾਮ Bi2O3 ਨੂੰ 156.3 μL ਆਇਓਨੋਮਰ ਘੋਲ (6.68%) ਨਾਲ ਮਿਲਾ ਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ ਅਤੇ ਆਇਓਨੋਮਰ ਸਿਆਹੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ 1 M KOH, ਪਾਣੀ (157 μL) ਅਤੇ ਆਈਸੋਪ੍ਰੋਪਾਈਲ ਅਲਕੋਹਲ (104 μL) ਨਾਲ ਨਿਰਪੱਖ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਗੁਣਾਂਕ 0.4 ਹੈ। ਸਿਆਹੀ ਨੂੰ ਆਇਤਾਕਾਰ ਸਥਾਨਾਂ (10×4 mm) ਵਿੱਚ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟਾਂ 'ਤੇ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ ਜਦੋਂ ਤੱਕ Bi2O3 ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਲੋਡਿੰਗ 0.5 mg/cm2 ਤੱਕ ਨਹੀਂ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ। ਬਾਕੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਤੋਂ ਇਹਨਾਂ ਖੇਤਰਾਂ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਕਰਨ ਲਈ ਕਪਟਨ ਨਾਲ ਲੇਪ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟ ਨੂੰ ਦੋ PTFEs ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਪੇਚਾਂ ਨਾਲ ਸੈੱਲ ਬਾਡੀ (PEEK) ਵਿੱਚ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਚਿੱਤਰ S8। Hg/HgO (1 M NaOH) ਸੰਦਰਭ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਸੀ, ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਪੇਪਰ ਕਾਊਂਟਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਸੀ। Hg/HgO ਰੈਫਰੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ-ਸੰਤ੍ਰਿਪਤ 0.1 M KOH ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਏ ਹੋਏ ਪਲੈਟੀਨਮ ਤਾਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੈਲੀਬਰੇਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਤਾਂ ਜੋ ਸਾਰੇ ਮਾਪੇ ਗਏ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਇੱਕ ਰਿਵਰਸੀਬਲ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (RHE) ਸਕੇਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕੇ। XRD ਸਪੈਕਟਰਾ 0.1 M KOH ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਏ ਹੋਏ Bi2O3/ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟ ਵਰਕਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਸੰਭਾਵੀ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜੋ ਕਿ 30 °C ਤੱਕ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ, ਸੈੱਲ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇਨਲੇਟ ਅਤੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਆਊਟਲੈੱਟ ਦੇ ਨਾਲ ਇਹ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੁਲਬੁਲੇ ਬਣਨ 'ਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪਰਤ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ CH ਇੰਸਟਰੂਮੈਂਟਸ 760e ਪੋਟੈਂਸ਼ੀਓਸਟੈਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਸੰਭਾਵੀ ਕ੍ਰਮ ਇੱਕ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਸੰਭਾਵੀ ਸੀ: -100, -200, -300, -400, -500, -800, -850, -900, -1000, -1100, -1500 ਅਤੇ +700 mV RHE 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸਾਰੇ iR ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਐਡਜਸਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
Bi L3 ਕਿਨਾਰੇ (~13424 eV Bi ਧਾਤ ਲਈ) ਐਕਸ-ਰੇ ਸੋਖਣ ਫਾਈਨ ਸਟ੍ਰਕਚਰ (XAFS) ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਚੈਨਲ 10-ID, ਐਡਵਾਂਸਡ ਫੋਟੋਨ ਸੋਰਸ (APS), ਅਰਗੋਨ ਨੈਸ਼ਨਲ ਫਲੋਰੋਸੈਂਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ 'ਤੇ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਨੈਸ਼ਨਲ ਮਾਡਲ ਮਾਪ ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ। ਐਕਸ-ਰੇ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਟਿਊਨ ਕਰਨ ਲਈ ਤਰਲ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨਾਲ ਠੰਢਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਇੱਕ ਦੋ-ਕ੍ਰਿਸਟਲ Si(111) ਮੋਨੋਕ੍ਰੋਮੇਟਰ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਰੋਡੀਅਮ-ਕੋਟੇਡ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਸਕੈਨ ਊਰਜਾਵਾਂ 13200 ਤੋਂ 14400 eV ਤੱਕ ਭਿੰਨ ਸਨ, ਅਤੇ ਫਿਲਟਰਾਂ ਜਾਂ ਸੋਲਰ ਸਲਿਟਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ 5 × 5 ਸਿਲੀਕਾਨ PIN ਡਾਇਓਡ ਐਰੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਫਲੋਰੋਸੈਂਸ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਦੂਜੇ ਡੈਰੀਵੇਟਿਵ ਦੀ ਜ਼ੀਰੋ ਕਰਾਸਿੰਗ ਊਰਜਾ ਨੂੰ Pt ਫੋਇਲ ਦੇ L2 ਕਿਨਾਰੇ ਰਾਹੀਂ 13271.90 eV 'ਤੇ ਕੈਲੀਬਰੇਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੈੱਲ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸੰਦਰਭ ਮਿਆਰ ਦੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਮਾਪਣਾ ਸੰਭਵ ਨਹੀਂ ਸੀ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਪੂਰੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦੌਰਾਨ ਦੁਹਰਾਏ ਗਏ ਮਾਪਾਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਘਟਨਾ ਐਕਸ-ਰੇ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸਕੈਨ-ਟੂ-ਸਕੈਨ ਤਬਦੀਲੀ ±0.015 eV ਹੈ। Bi2O3 ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਫਲੋਰੋਸੈਂਸ ਦੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਡਿਗਰੀ ਸਵੈ-ਅਬਜ਼ੋਰ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ; ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਘਟਨਾ ਬੀਮ ਅਤੇ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੇ ਸਾਪੇਖਕ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਸਥਿਤੀ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਾਰੇ ਸਕੈਨ ਲਗਭਗ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਐਥੀਨਾ ਸੌਫਟਵੇਅਰ (ਵਰਜਨ 0.9.26) ਦੇ ਲੀਨੀਅਰ ਕੰਬੀਨੇਸ਼ਨ ਫਿਟਿੰਗ ਐਲਗੋਰਿਦਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ Bi ਅਤੇ Bi2O3 ਮਿਆਰਾਂ ਦੇ XANES ਖੇਤਰ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਕਰਕੇ ਬਿਸਮਥ ਦੇ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਰੂਪ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਨੇੜੇ-ਖੇਤਰ XAFS ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਕੋਡ IFEFFIT 44 ਦੁਆਰਾ।
ਇਸ ਲੇਖ ਵਿਚਲੇ ਅੰਕੜਿਆਂ ਅਤੇ ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਦੇ ਹੋਰ ਸਿੱਟਿਆਂ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਡੇਟਾ ਸੰਬੰਧਿਤ ਲੇਖਕ ਤੋਂ ਵਾਜਬ ਬੇਨਤੀ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹੈ।
ਕ੍ਰੈਂਡਲ ਬੀਐਸ, ਬ੍ਰਿਕਸ ਟੀ., ਵੇਬਰ ਆਰਐਸ ਅਤੇ ਜੀਓ ਐਫ. ਹਰੇ ਮੀਡੀਆ ਸਪਲਾਈ ਚੇਨਾਂ ਦਾ ਤਕਨੀਕੀ-ਆਰਥਿਕ ਮੁਲਾਂਕਣ H2. ਊਰਜਾ ਬਾਲਣ 37, 1441–1450 (2023)।
ਯੂਨਸ ਐਮ, ਰੇਜ਼ਾਕਾਜ਼ੇਮੀ ਐਮ, ਅਰਬਾਬ ਐਮਐਸ, ਸ਼ਾਹ ਜੇ ਅਤੇ ਰਹਿਮਾਨ ਵੀ. ਗ੍ਰੀਨ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਸਟੋਰੇਜ ਅਤੇ ਡਿਲੀਵਰੀ: ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਸਮਰੂਪ ਅਤੇ ਵਿਭਿੰਨ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦਾ ਡੀਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨੇਸ਼ਨ। ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀਤਾ। ਜੇ. ਗਿਡਰੋਗ। ਊਰਜਾ 47, 11694–11724 (2022)।
ਨੀ, ਆਰ. ਆਦਿ। ਵਿਭਿੰਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਧਾਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਉੱਤੇ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਹਾਲੀਆ ਪ੍ਰਗਤੀ। AKS ਕੈਟਾਲਾਗ। 11, 1071–1095 (2021)।
ਰਹੀਮੀ, ਏ., ਉਲਬ੍ਰਿਚ, ਏ., ਕੁਹਨ, ਜੇਜੇ, ਅਤੇ ਸਟਾਲ, ਐਸਐਸ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ-ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਡੀਪੋਲੀਮਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਆਕਸੀਡਾਈਜ਼ਡ ਲਿਗਨਿਨ ਤੋਂ ਖੁਸ਼ਬੂਦਾਰ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਤੱਕ। ਕੁਦਰਤ 515, 249–252 (2014)।
ਸ਼ੂਲਰ ਈ. ਅਤੇ ਹੋਰ। ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ CO2 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਵਿਚਕਾਰਲੇ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਰਾ। ਰਸਾਇਣਕ। 24, 8227–8258 (2022)।
ਝੌ, ਐੱਚ. ਐਟ ਅਲ. ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਤੇ ਲਿਗਨਿਨ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਫਲੋ-ਥਰੂ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਬਾਇਓਮਾਸ ਦਾ ਤੇਜ਼ ਗੈਰ-ਵਿਨਾਸ਼ਕਾਰੀ ਫਰੈਕਸ਼ਨੇਸ਼ਨ (≤15 ਮਿੰਟ)। ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ 12, 1213–1221 (2019)।
ਕੈਲਵੀ, ਸੀਐਚ ਅਤੇ ਹੋਰ। ਅਨੁਕੂਲ ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ ਵਿਕਾਸਵਾਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਫਾਰਮੇਟ 'ਤੇ ਕੂਪ੍ਰੀਆਵਿਡਸ ਨੇਕੇਟਰ H16 ਦਾ ਵਧਿਆ ਹੋਇਆ ਵਾਧਾ। ਮੈਟਾਬੋਲਾਈਟਸ। ਇੰਜੀਨੀਅਰ। 75, 78–90 (2023)।
ਈਸ਼ਾਈ, ਓ. ਅਤੇ ਲਿੰਡਨਰ, ਐਸ.ਐਨ. ਗੋਂਜ਼ਾਲੇਜ਼ ਡੇ ਲਾ ਕਰੂਜ਼, ਜੇ., ਟੇਨੇਨਬੋਇਮ, ਐਚ. ਅਤੇ ਬਾਰ-ਈਵਨ, ਏ. ਫਾਰਮੇਟਸ ਦਾ ਬਾਇਓਇਕਨਾਮਿਕਸ। ਮੌਜੂਦਾ। ਰਾਏ। ਰਸਾਇਣਕ। ਜੀਵ ਵਿਗਿਆਨ। 35, 1–9 (2016)।