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Fueiceel® 研究级膜电极CO₂电解槽(蛇形流场)

阅读次数:    2026-05-21

🌿 Fueiceel® 研究级 MEA CO₂ 电解槽(蛇形流场)

高效 CO₂ 电还原核心平台,赋能碳中和科研与产业化


在全球碳中和与 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)快速发展的背景下,CO₂ 电还原(CO₂RR)正成为电化学能源领域最受关注的方向之一。

Fueiceel® 研究级 MEA 型 CO₂ 电解槽,采用:

  • 阴离子交换膜(AEM)
  • 蛇形流场(Serpentine Flow Field)
  • 高性能膜电极(MEA)

构建高效 CO₂ 电解平台,实现 CO₂ 向 CO 的高选择性转化。

该系统支持:

  • 1–900 cm² 活性面积
  • 模块化结构
  • 即插即用
  • 电堆级扩展

广泛适用于:

  • CO₂ 电还原研究
  • 合成燃料开发
  • CCUS 工艺验证
  • 电催化材料评价
  • 中试放大平台

🔬 为什么选择 Fueiceel®MEA 型 CO₂ 电解槽?

传统 H 型池虽然适用于基础研究,但在:

  • 电流密度
  • 传质效率
  • 工业化放大

方面存在明显限制。

MEA(Membrane Electrode Assembly)结构则能够实现:

优势说明
高电流密度可稳定运行至 200 mA/cm² 以上
更低传质阻力气体直接扩散至催化层
更高能量效率降低欧姆阻抗
更接近工业化支持堆叠与规模化放大
更稳定运行改善水管理与气液传输

Fueiceel® CO₂ 电解槽正是基于 MEA 架构开发的科研与中试级平台。


⚙️ 工作原理简介

阴极:CO₂ 电还原(CO₂RR)

Ag 纳米催化剂促进 CO₂ 还原:

𝐶𝑂2+𝐻2𝑂+2𝑒𝐶𝑂+2𝑂𝐻

在阴极侧:

  • CO₂ 被还原生成 CO
  • 同时产生 OH⁻

阳极:析氧反应(OER)

IrO₂ 阳极负责氧化反应:

4𝑂𝐻𝑂2+2𝐻2𝑂+4𝑒

生成的电子返回外电路,实现闭环电化学反应。


AEM 离子传导机制

阴离子交换膜(AEM)选择性传输 OH⁻:

  • 保持电荷平衡
  • 降低阳极酸化
  • 提升 CO₂RR 稳定性

相比 PEM 体系:

  • 更适合 CO₂RR
  • CO 选择性更高
  • 阳极副反应更少

🚀 Fueiceel® 核心优势

✅ 高选择性 CO 生成

在:

  • 200 mA/cm²
  • 约 3 V

条件下:

  • CO 法拉第效率(FE)≥96%

表现出优秀的:

  • 选择性
  • 稳定性
  • 工业化潜力

✅ 即插即用

整套系统出厂前已完成:

  • MEA 组装
  • 密封测试
  • 电化学测试

用户可实现:

  • 开箱即测
  • 快速开展实验

并附带:

  • 测试报告
  • 操作手册

✅ 大面积可扩展

支持:

活性面积应用方向
1–10 cm²基础科研
25–100 cm²工艺优化
250–900 cm²中试放大

最大支持:

900 cm² 超大面积电解平台

适用于:

  • 连续流电解
  • 工艺验证
  • 电堆开发

✅ 模块化设计

支持快速更换:

  • 催化剂
  • AEM 膜
  • 流场板
  • 电极
  • 密封结构

方便科研用户进行:

  • 参数优化
  • 材料筛选
  • 结构开发

🧩 核心结构与材料


为了满足不同 CO₂RR 与电解体系需求,Fueiceel® 提供多种高性能流场板与结构材料。


🔧 流场板材料选择

材料特点
钛(Titanium)耐腐蚀、轻量化
镍(Nickel)高导电性
不锈钢经济耐用
哈氏合金强耐腐蚀

高性能镀层版本

镀层类型特点
镀金钛超低接触电阻
镀铂钛高稳定性
镀金镍提升导电与抗氧化
镀金不锈钢耐腐蚀增强
镀金哈氏合金极端环境适配

🧱 其他结构材料

组件材料
密封垫片PTFE / FKM
O型圈耐腐蚀橡胶
导电柱
接头PTFE 或金属
紧固结构不锈钢高强度螺栓

📊 实测技术参数

项目参数
活性面积1 / 4 / 5 / 10 / 25 / 50 / 100 / 250 / 500 / 900 cm²
CO 法拉第效率≥96%
典型性能200 mA/cm² @ 3V
阴极催化剂Ag 纳米颗粒
阳极催化剂IrO₂
膜类型AEM 阴离子交换膜
操作温度室温
流场结构蛇形流场

📚 部分测试报告与文献应用

测试报告

  • Test Report - CRRMEA5a #0167
  • Test Report - Fueiceel® Complete 25cm² CO₂ Electrolyzer

媒体报道

稳定高效!Fueiceel® 膜电极 CO₂ 电解池实现进口替代

支持:

  • 5 cm²
  • 25 cm²

完整测试数据与夹具方案。


📖 部分参考文献

Advanced Energy Materials

Tailoring Microenvironments and In Situ Transformations of Cu Catalysts for Selective and Stable Electrosynthesis of Multicarbon Products

使用:CRRMEA5a



Angewandte Chemie

pH-Universal Electrocatalytic CO₂ Reduction with Ampere-level Current Density on Doping-engineered Bismuth Sulfide

使用:CRRMEA1a 1 cm² MEA electrolyzer


Chem

Identification of Cu⁰/Cu⁺/Cu⁰ Interface as Superior Active Sites for CO₂ Electroreduction to C₂⁺

使用:CRRMEA1a


🧑‍🔬 全球科研用户

Fueiceel® 已为众多国际科研机构提供:

  • 膜电极
  • 电解槽
  • 电堆
  • 三室系统

等定制方案。


部分合作机构

机构产品方向
Massachusetts Institute of Technology膜电极
Harvard University膜电极
Stanford University膜电极
Northwestern University膜电极
University of Toronto膜电极
Agency for Science, Technology and Research250 cm² 三室系统
Nanjing University四室电堆
Tsinghua University膜电极开发

🔄 标准操作流程

气体侧

CO₂钢瓶 → 加湿瓶 → 阴极入口


液体侧

阳极循环液:

  • 10–50 mM KHCO₃
  • 或去离子水

推荐流速:

  • >30 mL/min

启动步骤

  1. 打开 CO₂ 气路
  2. 开启循环泵
  3. 设置 2.5–3.0 V
  4. 逐步提高电流密度
  5. GC 联用分析 CO 产率

停机维护

  1. 降低电流至 0
  2. 氮气吹扫 10 min
  3. 去离子水循环清洗
  4. 湿润保存膜电极

⚠️ 使用注意事项

安全提示

注意事项说明
CO 有毒必须连接尾气处理
防止短路避免同时接触两极
防止膜干裂长时间停机需湿润保存

使用建议

建议说明
初次活化50 mA/cm² 运行 1–2 h
阳极液推荐 KHCO₃ 缓冲体系
定期检查密封防止漏液漏气

📦 标准配置

✅ 电解槽整套装

  • 电解槽主体
  • 预装 MEA(Ag / IrO₂)
  • 快插接头
  • 操作手册
  • 测试报告

✅ 电解槽夹具套装

  • 电解槽主体
  • 快插接头
  • 操作手册

🎯 典型应用领域

碳中和与新能源方向

  • CO₂ 电还原机理研究
  • CCUS 工艺验证
  • 合成气(CO + H₂)开发
  • 电催化材料筛选
  • 工业化电堆开发
  • 碳循环能源研究

🌍 Fueiceel® —— 让每一克 CO₂,都成为绿色未来的起点

Fueiceel® 致力于为全球科研机构、高校与企业提供:

  • 高性能 CO₂ 电解槽
  • 定制膜电极
  • 电堆系统
  • 流场设计
  • 电化学解决方案

支持:

  • 单槽
  • 多槽堆叠
  • 三室结构
  • 中试平台

全流程定制开发。

欢迎科研用户、高校实验室、CCUS 企业与新能源团队咨询合作,获取:

  • 技术资料
  • 图纸方案
  • 测试报告
  • 定制报价方案


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