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Fueiceel® 三室固态电解质池与电堆

阅读次数:    2026-03-14

Fueiceel® 三室固态电解

用于 CO₂ 还原甲酸科研电化学反应平台

随着全球技术发展,二氧化碳资源利用(CO₂ Utilization) 成为电化学能源材料领域重要研究方向。其中,通过电化学方法CO₂ 转化附加值化学品,甲酸(HCOOH)认为一种具有巨大潜力绿色化学路径。

针对 CO₂ 还原研究反应结构特殊需求,Fueiceel® 三室固态电解系统 开发一种高效、科研电解平台。系统通过 结构离子交换设计实现反应物、离子产物精准分离,CO₂ 催化研究提供稳定可靠实验条件。


三室固态电解结构设计

Fueiceel® 三室固态电解采用典型结构(Three-Chamber Configuration)阴极阳极依次为:

阴极室 → 离子交换膜(AEM) → 中央反应室 → 离子交换膜(CEM) → 阳极

结构设计使反应产物能够有效分离,同时实现不同离子定向迁移,从而显著提升 CO₂ 还原过程中的反应效率产物纯度。

电解整体采用 结构包括:

  • 板(Flow Field Plates)

  • 气体扩散电极(GDE)

  • 离子交换

  • 离子交换

  • 中央反应

  • O 密封系统

  • 机械压紧结构

设计使电解能够快速装,方便更换膜、电极催化材料,非常适合实验环境中的反复测试材料筛选。


CO₂ 转化甲酸电化学反应

Fueiceel® 三室固态电解系统中,CO₂ 电化学还原甲酸过程主要包含反应区域。

阴极反应:CO₂ 还原

阴极侧,湿润CO₂ 气体通过 气体扩散电极(GDE) 扩散催化层,催化作用还原生成甲酸离子:

CO₂ + H₂O + 2e⁻ → HCOO⁻ + OH⁻

常用CO₂ 还原催化包括 Sn、In Bi 催化材料
气体扩散电极能够形成稳定气-液-三相反应界面显著提高 CO₂ 传质效率反应速率。


阳极反应:氧化

阳极侧,离子发生氧化反应,生成氧气、质子电子:

H₂O → ½O₂ + 2H⁺ + 2e⁻

电子通过电路返回阴极,形成完整电化学回路。
常见阳极催化包括 IrO₂ RuO₂ 催化材料


中央反应区:甲酸生成

三室结构中,阴极生成HCOO⁻ 通过离子交换进入中央室,阳极生成H⁺ 通过离子交换进入同一室。

离子中央结合生成目标产物:

H⁺ + HCOO⁻ → HCOOH

通过这种方式,可以中央获得 纯度甲酸溶液同时避免 CO₂、O₂ 气体产物造成干扰。


Fueiceel® 三室固态电解

为了满足不同规模科研需求,Fueiceel® 系列提供系统形式:

三室固态电解池(系统)

系统主要用于基础实验研究,包括:

  • 催化性能评估

  • CO₂ 还原研究

  • 电极结构

活性面积范围:

1 – 900 cm²


三室固态电解堆(系统)

结构基础上,Fueiceel® 提供 设计实现多个反应单元组合。

系统参数:

  • 活性面积:1 – 900 cm²

  • 数:1 – 20

系统适用于:

  • 单元电解实验

  • 电解系统规模验证

  • 电化学反应结构研究


系统设计优势

三室结构实现高效产物分离

通过 离子膜 + 离子结构反应产物有效隔离,避免气体混合反应,提高产物纯度。


强化 CO₂ 传质效率

阴极采用 气体扩散电极(GDE)稳定三相反应界面,大幅提升 CO₂ 传质效率。


结构

所有独立块,快速更换:

  • 催化电极

  • 离子交换

  • 结构

便于实验参数材料筛选。


灵活系统扩展能力

Fueiceel® 电解系统支持多种连接方式:

  • 串联连接

  • 并联连接

  • 并联混合结构

研究人员根据实验需求灵活调整 电压、电流反应规模


典型应用场景

Fueiceel® 三室固态电解系统广泛应用于:

  • CO₂ 电化学还原研究(CO₂RR)

  • 甲酸电化学合成

  • 催化性能测试

  • 电极开发

  • CO₂ 资源利用技术研究

  • 绿色化学能源材料开发


结语

随着 CO₂ 电化学转化技术不断发展,高性能反应结构对于提高反应效率产物选择重要。

Fueiceel® 三室固态电解系统 通过创新结构设计,CO₂ 转化甲酸提供一个高效、稳定扩展科研平台,未来CO₂ 资源利用绿色化学合成技术 提供重要实验工具。



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