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Contributions of Pulsed Operation Along with Proper Choice of the Substrate for Stabilizing the Catalyst Performance in Electrochemical Reduction of CO₂ Toward Ethylene in Gas Diffusion Electrode Based Flow Cell Reactors

Titelangaben

Jännsch, Yannick ; Hämmerle, Martin ; Simon, Elfriede ; Fleischer, Maximilian ; Moos, Ralf:
Contributions of Pulsed Operation Along with Proper Choice of the Substrate for Stabilizing the Catalyst Performance in Electrochemical Reduction of CO₂ Toward Ethylene in Gas Diffusion Electrode Based Flow Cell Reactors.
In: Energy Technology. Bd. 10 (2022) Heft 7 . - 2200046.
ISSN 2194-4296
DOI: https://doi.org/10.1002/ente.202200046

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Wertschöpfung durch elektrolytische Reduktion von CO2: Langzeitstabile, Ethen-selektive Prozessführung mit einem hochskalierbaren Verfahren
AZ-1391-19

Projektfinanzierung: Bayerische Forschungsstiftung

Abstract

Electrochemical reduction of CO₂ is a promising method to close the carbon cycle and thereby contribute to counteracting climate change. A large share of the research is going into the development of new high-performance catalysts. Often, these catalysts are expensive and difficult to synthesize, especially if considering scaling up to the industrial application. The catalyst is, however, only one factor within the complex system of a CO₂-electrolyzer with numerous parameters to explore and optimize. Herein, an optimization process relying on a commercial copper nanopowder as a catalyst is reported. By replacing conductive carbon with polytetrafluoroethylene as the base material of the gas diffusion electrode (GDE) and applying a pulsed potential during electrolysis, the average faradaic efficiency for ethylene could be increased from 38% over 20 h to 50% over 100 h. In addition to the five times increased stability of the process, the ethylene-producing current density rises from 106 to 152 mA cm−2, respectively, while hydrogen evolution was simultaneously reduced. Additionally, further investigations on the interplay of GDE base material, binder, current collector, and catalyst on the electrode performance are presented.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: electrochemical CO₂ reduction; ethylene; flow cells; gas diffusion
electrodes; pulsed potential electrolysis
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > Zentrum für Energietechnik - ZET
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 19 Jul 2022 06:55
Letzte Änderung: 02 Feb 2024 07:52
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/70615