سوپاس بۆ سەردانی ماڵپەڕی Nature.com. ئەو وەشانەی ئەو وێبگەڕەی کە بەکاری دەهێنیت پشتگیری CSS ی سنوورداری هەیە. بۆ باشترین ئەنجام، پێشنیار دەکەین کە وەشانی نوێتری وێبگەڕەکەت بەکاربهێنیت (یان دۆخی گونجان لە ئینتەرنێت ئێکسپلۆرەردا لەکاربخەیت). لەم نێوەندەدا، بۆ دڵنیابوون لە پشتگیری بەردەوام، ئێمە ماڵپەڕەکە بەبێ ستایل یان جاڤاسکڕێپت پیشان دەدەین.
کەمکردنەوەی کارەبایی کیمیایی دووەم ئۆکسیدی کاربۆن بۆ ترشی فۆرمیک ڕێگەیەکی بەڵێندەرە بۆ باشترکردنی بەکارهێنانی دووەم ئۆکسیدی کاربۆن و بەکارهێنانی ئەگەری هەیە وەک ناوەندێکی هەڵگرتنی هایدرۆجین. لەم کارەدا، بیناسازییەکی کۆکردنەوەی ئەلکترۆدی پەردەی بۆشایی سفر پەرەی پێدراوە بۆ دروستکردنی ڕاستەوخۆی ئەلکترۆکیمیایی ترشی فۆرمیک لە دووەم ئۆکسیدی کاربۆن. پێشکەوتنێکی سەرەکی تەکنەلۆژیا بریتییە لە پەردەی ئاڵوگۆڕی کاتیۆنی کونکراو، کە کاتێک لە پێکهاتەی پەردەی دوو جەمسەری لایەنگری پێشەوە بەکاردەهێنرێت، ڕێگە دەدات ترشی فۆرمیک کە لە ڕووکاری پەردەدا دروست بووە لە ڕێگەی کێڵگەی لێشاوی ئەنۆدیکەوە بە چڕیی نزم کە 0.25 M ئەلکترۆلیسیس، ڕێگە بە گواستنەوەی خێراتر دەدات بۆ گەورەکردن و بازرگانیکردن. لە خانەیەکی 25 سم2، پێکهاتەی پەردەی ئاڵوگۆڕی کاتیۆنی کونکراو >75% کارایی فارادای بۆ ترشی فۆرمیک لە <2 V و 300 mA/cm2 دابین دەکات. لەوەش گرنگتر، تاقیکردنەوەی سەقامگیری 55 کاتژمێری لە 200 mA/cm2 کارایی فارادای جێگیر و ڤۆڵتیەی خانەکانی نیشان دا. شیکارییەکی تەکنۆ-ئابووری بەکاردەهێنرێت بۆ وێناکردنی ڕێگاکانی بەدەستهێنانی یەکسانی تێچوون لەگەڵ شێوازەکانی ئێستای بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک.
کەمکردنەوەی کارەبایی کیمیایی دووەم ئۆکسیدی کاربۆن بۆ ترشی فۆرمیک بە بەکارهێنانی کارەبای نوێبووەوە دەرکەوتووە کە تێچووی بەرهەمهێنان تا 75%1 کەمدەکاتەوە بە بەراورد بە شێوازە تەقلیدییەکانی بنەمای سووتەمەنی بەردینی. وەک لە وتارەکاندا ئاماژەی پێکراوە2،3، ترشی فۆرمیک کۆمەڵێک بەکارهێنانی بەرفراوانی هەیە، لە ئامرازێکی کارا و ئابوورییەوە بۆ هەڵگرتن و گواستنەوەی هایدرۆجین بۆ سەرچاوەیەکی سەرەکی بۆ پیشەسازی کیمیایی4،5 یان پیشەسازی بایۆماس6. تەنانەت ترشی فۆرمیک وەکو سەرچاوەیەکی سەرەکی بۆ گۆڕینی دواتر بۆ مادەی ناوەندی سووتەمەنی جێتی بەردەوام بە بەکارهێنانی ئەندازیاری گۆڕانکارییەکان دەستنیشان کراوە7،8. لەگەڵ پەرەپێدانی ئابووری ترشی فۆرمیک1،9، چەندین کاری توێژینەوە لەسەر باشکردنی هەڵبژاردنی کاتالیست10،11،12،13،14،15،16 چڕبوونەتەوە. بەڵام زۆرێک لە هەوڵەکان بەردەوامن بۆ گرنگیدان بە خانە بچووکەکانی H یان خانەکانی لێشاوی شلە کە لە چڕی کارەبای نزمدا کاردەکەن (<50 mA/cm2). بۆ کەمکردنەوەی تێچوونەکان، بەدەستهێنانی بازرگانیکردن و زیادکردنی چوونە ناو بازاڕی دواتر، کەمکردنەوەی دووەم ئۆکسیدی کاربۆنی ئەلکترۆکیمیایی (CO2R) دەبێت لە چڕی کارەبای بەرز (≥200 mA/cm2) و کارایی فارادای (FE)17 ئەنجام بدرێت لە هەمان کاتدا زۆرترین بەکارهێنانی ماددە و بەکارهێنانی پێکهاتەکانی پاتری لە خانەکانی سووتەمەنی تەکنەلۆژیا و ئەلکترۆلیسی ئاو ڕێگە بە ئامێرەکانی CO2R دەدات کە سوود لە ئابوورییەکانی قەبارە وەربگرن18. سەرەڕای ئەوە، بۆ زیادکردنی سوودی بەرهەمهێنان و دوورکەوتنەوە لە پرۆسێسکردنی زیادەی خوارەوە، پێویستە ترشی فۆرمیک وەک بەرهەمی کۆتایی بەکاربهێنرێت نەک خوێی فۆرمات19.
لەم ئاراستەیەدا، هەوڵەکانی ئەم دواییە دراون بۆ پەرەپێدانی ئامێری ئەلکترۆدی بڵاوبوونەوەی گازی (GDE) کە لەسەر بنەمای فۆرمات/ترشی فۆرمیک CO2R پەیوەندیدارە لە ڕووی پیشەسازییەوە. پێداچوونەوەیەکی گشتگیر لەلایەن فێرناندێز-کاسۆ و هاوکارانی 20 هەموو پێکهاتەکانی خانە ئەلکترۆکیمیاییەکان بۆ کەمکردنەوەی بەردەوامی CO2 بۆ ترشی فۆرمیک/فۆرمات کورت دەکاتەوە. بەگشتی، دەتوانرێت هەموو پێکهاتەکانی ئێستا دابەش بکرێت بەسەر سێ پۆلی سەرەکیدا: 1. کاتۆلایتی ڕۆیشتن19،21،22،23،24،25،26،27، 2. تاکە پەردە (پەردەی ئاڵوگۆڕی کاتیۆن (CEM)28 یان پەردەی ئاڵوگۆڕی ئەنیون (AEM)29 و 3. پێکهاتەی ساندویچ15،30،31،32. بەشە بڕبڕەییە ئاسانکراوەکان لەم پێکهاتانە لە وێنەی 1a دا نیشان دراون، ژوورێکی ئەلکترۆلایت لە نێوان پەردە و کاتۆلیتی GDE بەکاردەهێنرێت بۆ دروستکردنی کەناڵی ئایۆن لە چینە کاتۆدییەکەی کاتالیستەکەدا33، هەرچەندە پێویستییەکەی بۆ کۆنترۆڵکردنی هەڵبژاردنی فۆرماتەکە بە بەکارهێنانی SnO کاتۆد لەسەر ژێرخانێکی کاربۆنی بە چینێکی کاتۆلایتی ئەستووری 1.27 ملم، تا 90% FE 35 لە 500 mA/cm2 بەدەست هات. لی و هاوکارانی، بە بەکارهێنانی یەک پێکهاتەی CEM، FE 29 ی 93.3%یان بەدەستهێنا لە چڕی کارەبای بەشەکی 51.7 mA/cm2 پێداویستییەکان، لە پێکهاتەکانی CEM، فۆرماتەکانی وەک KCOOH دەتوانن بە خێرایی لە بواری GDE و لێشاودا کۆببنەوە، کە دەبێتە هۆی سنووردارکردنی گواستنەوە و لە کۆتاییدا شکستی خانەکان.
بەراوردکردنی سێ دیارترین CO2R بۆ پێکهاتەکانی ئامێری گۆڕینی فۆرمات/ترشی فۆرمیک و بیناسازی پێشنیارکراوی لەم لێکۆڵینەوەیەدا. b بەراوردکردنی کۆی بەرهەمی کارەبا و فۆرمات/ترشی فۆرمیک بۆ پێکهاتەکانی کاتۆلایت، پێکهاتەی ساندویچ، پێکهاتەی تاکە CEM لە وتارەکاندا (لە خشتەی تەواوکەری S1 دا نیشان دراوە) و کارەکانمان. نیشانە کراوەکان ئاماژەن بۆ بەرهەمهێنانی گیراوەی فۆرمات، و نیشانە ڕەقەکان ئاماژەن بۆ بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک. *ڕێکخستنێک کە بە بەکارهێنانی هایدرۆجین لە ئەنۆدەکەدا نیشان دراوە. c پێکهاتەی MEAی بۆشایی سفر بە بەکارهێنانی پەردەیەکی دوو جەمسەری پێکهاتەیی لەگەڵ چینێکی ئاڵوگۆڕی کاتیۆنی کونکراو کە لە دۆخی لایەنگری پێشەوە کاردەکات.
بۆ ڕێگریکردن لە دروستبوونی فۆرمات، Proietto et al. 32 پێکهاتەی پەستانی فلتەری بێ دابەشکراوی بەکارهێنا کە تێیدا ئاوی بێ ئایۆن بە چینە نێوانەکاندا دەڕوات. سیستەمەکە دەتوانێت >70% CE لە مەودای چڕی ئێستای 50-80 mA/cm2 بەدەستبهێنێت. بە هەمان شێوە یانگ و هاوکارانی. 14 پێشنیاری بەکارهێنانی چینێکی نێوان ئەلکترۆلایتی ڕەقیان کرد لە نێوان CEM و AEM بۆ پێشخستنی دروستبوونی ترشی فۆرمیک. یانگ و هاوکارانی 31،36 91.3% FE یان لە خانەیەکی 5 سم2 لە 200 mA/cm2 بەدەستهێنا، گیراوەی 6.35 wt% ترشی فۆرمیک بەرهەمهێنا. شیا و هاوکارانی. بە بەکارهێنانی پێکهاتەیەکی هاوشێوە، گۆڕینی 83% دووەم ئۆکسیدی کاربۆن (CO2) بۆ ترشی فۆرمیک FE لە 200 mA/cm2 بەدەست هات، و مانەوەی سیستەمەکە بۆ ماوەی 100 کاتژمێر و 30 خولەک تاقیکرایەوە. هەرچەندە ئەنجامە بچووکەکان بەڵێندەرن، بەڵام زیادبوونی تێچوون و ئاڵۆزی ڕزینەکانی ئاڵوگۆڕی ئایۆنی کونیلەدار وا دەکات کە قەبارەدانانی پێکهاتەکانی نێوان چینەکان بۆ سیستەمی گەورەتر (بۆ نموونە، 1000 سم2) قورس بێت.
بۆ بینینی کاریگەری تۆڕی دیزاینە جیاوازەکان، ئێمە بەرهەمهێنانی فۆرمات/ترشی فۆرمیکمان بۆ هەر کیلۆوات کاتژمێرێک بۆ هەموو ئەو سیستەمە خشتەی کە پێشتر باسمان کرد و لە وێنەی 1b دا نیشانمان دا. لێرەدا ڕوونە کە هەر سیستەمێک کە کاتۆلایت یان چینێکی نێوانیان تێدابێت، لە چڕی کارەبای نزمدا دەگاتە لوتکە و لە چڕی کارەبای بەرزتردا تێکدەچێت، کە سنووری ئۆمیک لەوانەیە ڤۆڵتیەی خانەکە دیاری بکات. سەرەڕای ئەوە، هەرچەندە پێکهاتەی CEM وزە-کارامە بەرزترین بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک مۆلاری بۆ هەر کیلۆوات کاتژمێرێک دابین دەکات، بەڵام کۆبوونەوەی خوێ دەتوانێت ببێتە هۆی تێکچوونی خێرای کارایی لە چڕی کارەبای بەرزدا.
بۆ کەمکردنەوەی شێوازەکانی شکستی پێشتر باسکراو، ئێمە کۆبوونەوەی ئەلکترۆدی پەردەمان پەرەپێدا (MEA) کە BPMی لایەنگری پێشەوەی پێکهاتەیی لەگەڵ پەردەی ئاڵوگۆڕی کاتیۆنی کونکراو (PCEM)ی تێدایە. تەلارسازییەکە لە وێنەی 1c دا نیشان دراوە. هایدرۆجین (H2) دەخرێتە ناو ئەنۆدەوە بۆ دروستکردنی پرۆتۆن لە ڕێگەی کارلێکی ئۆکساندنی هایدرۆجین (HOR). چینێکی PCEM دەخرێتە ناو سیستەمی BPM بۆ ئەوەی ڕێگە بدات ئایۆنەکانی فۆرمات کە لە کاتۆدەکەدا دروست دەبن بە AEMدا تێپەڕن، لەگەڵ پرۆتۆنەکاندا یەکدەگرن بۆ دروستکردنی ترشی فۆرمیک لە ڕووکاری BPM و کونیلە نێوانەکانی CEM، و پاشان لە ڕێگەی ئەنۆدی GDE و کێڵگەی لێشاوەوە دەربچن. . بە بەکارهێنانی ئەم پێکهاتەیە، ئێمە >75% FE ترشی فۆرمیکمان لە <2 V و 300 mA/cm2 بۆ ڕووبەری خانەیەکی 25 cm2 بەدەستهێنا. لە هەمووی گرنگتر، دیزاینەکە پێکهاتە بازرگانییەکان و بیناسازی ڕەقەکاڵا بۆ کارگەکانی خانەی سووتەمەنی و ئەلکترۆلیزەکردنی ئاو بەکاردەهێنێت، ئەمەش ڕێگە بە کاتێکی خێراتر دەدات بۆ قەبارەدانان. پێکهاتەکانی کاتۆلایت ژووری لێشاوی کاتۆلایت لەخۆدەگرن کە دەتوانێت ببێتە هۆی ناهاوسەنگی پەستان لە نێوان قۆناغی گازی و شلە، بە تایبەت لە پێکهاتە گەورەکانی خانەدا. بۆ پێکهاتەکانی ساندویچ کە چینە کونیلەدارەکانی ڕۆیشتنی شلەیان هەیە، هەوڵی بەرچاو پێویستە بۆ باشکردنی چینە ناوەندییە کونیلەدارەکان بۆ کەمکردنەوەی دابەزینی پەستان و کەڵەکەبوونی دووەم ئۆکسیدی کاربۆن لەناو چینە ناوەندییەکەدا. هەردوو ئەمانە دەتوانن ببنە هۆی تێکچوونی پەیوەندییە خانەییەکان. هەروەها بەرهەمهێنانی چینە کونیلەدارە تەنکەکانی سەربەخۆ و سەربەخۆ لەسەر ئاستێکی گەورە ئەستەمە. لە بەرامبەردا، پێکهاتەی نوێی پێشنیار کراو پێکهاتەی MEA ی سفر-بۆشاییە کە ژووری لێشاو یان چینێکی ناوەندی لەخۆناگرێت. بە بەراورد لەگەڵ خانە ئەلکترۆکیمیاییەکانی تر کە هەن، پێکهاتەی پێشنیارکراوی ناوازەیە لەبەر ئەوەی ڕێگە بە دروستکردنی ڕاستەوخۆی ترشی فۆرمیک دەدات لە پێکهاتەیەکی قەبارەدار و وزە کارامە و سفر بۆشاییدا.
بۆ سەرکوتکردنی پەرەسەندنی هایدرۆجین، هەوڵەکانی کەمکردنەوەی CO2 بە قەبارەیەکی گەورە پێکهاتەکانی پەردەی MEA و AEMیان بەکارهێناوە بە تێکەڵکردن لەگەڵ ئەلکترۆلایتەکانی چڕیی مۆلی بەرز (بۆ نموونە، 1-10 M KOH) بۆ دروستکردنی بارودۆخی ئەلکالی لە کاتۆدەکەدا (وەک لە وێنەی 2a دا نیشان دراوە). لەم پێکهاتانەدا ئایۆنەکانی فۆرمات کە لە کاتۆدەکەدا دروست دەبن وەک جۆری بارگەی نەرێنی بە پەردەکەدا تێدەپەڕن، پاشان KCOOH دروست دەبێت و لە ڕێگەی ڕژێمی KOH ئەنۆدیکەوە لە سیستەمەکە دەردەچێت. هەرچەندە فۆرمات FE و ڤۆڵتیەی خانەکان لە سەرەتادا لەبار بوون وەک لە وێنەی 2b دا نیشان دراوە، بەڵام تاقیکردنەوەی سەقامگیری بووە هۆی کەمبوونەوەی FE بە نزیکەی 30% تەنها لە ماوەی 10 سەعاتدا (شێوەی S1a-c). پێویستە ئاماژە بەوە بکرێت کە بەکارهێنانی ئەنۆلایتی 1 M KOH گرینگە بۆ کەمکردنەوەی ڤۆڵتیەی زیادەی ئەنۆدی لە سیستەمی کارلێکی پەرەسەندنی ئۆکسجینی ئەلکالی (OER)37 و بەدەستهێنانی دەستڕاگەیشتن بە ئایۆنەکان لەناو جێگەی کاتالیزەری کاتۆد33. کاتێک کە چڕیی ئەنۆلیت کەم دەبێتەوە بۆ 0.1 M KOH، هەردوو ڤۆڵتیەی خانە و ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک (لەدەستدانی ترشی فۆرمیک) زیاد دەبن (شێوەی S1d)، ئەمەش مامەڵەیەکی سفر-کۆی نیشان دەدات. پلەی ئۆکساندنی فۆرمات بە بەکارهێنانی هاوسەنگی بارستەی گشتی هەڵسەنگێندرا؛ بۆ زانیاری زیاتر، سەیری بەشی "شێوازەکان" بکە. هەروەها ئەدای بەکارهێنانی MEA و پێکهاتەکانی پەردەی تاکە CEM لێکۆڵینەوەی لەسەر کرا، و ئەنجامەکان لە وێنەی S1f،g دا نیشان دراون. فۆرماتی FE کە لە کاتۆدەوە کۆکرایەوە >60% بوو لە 200 mA/cm2 لە سەرەتای تاقیکردنەوەکەدا، بەڵام بە خێرایی لە ماوەی دوو کاتژمێردا تێکچوو بەهۆی کەڵەکەبوونی خوێی کاتۆد کە پێشتر باسکرا (شێوەی S11).
نەخشەی MEA ی بۆشایی سفر لەگەڵ CO2R لە کاتۆد، کارلێکی ئۆکساندنی هایدرۆجین (HOR) یان OER لە ئەنۆد، و یەک پەردەی AEM لە نێوانیاندا. b FE و ڤۆڵتیەی خانە بۆ ئەم پێکهاتەیە لەگەڵ 1 M KOH و OER کە لە ئەنۆدەکەدا دەڕژێت. هێڵەکانی هەڵە نوێنەرایەتی لادانێکی ستانداردی سێ پێوانە جیاوازەکان دەکەن. لە FE و ڤۆڵتیەی خانەی سیستەم لەگەڵ H2 و HOR لە ئەنۆد. ڕەنگی جیاواز بۆ جیاکردنەوەی فۆرمات و بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک بەکاردەهێنرێت. d دیاگرامی نەخشەیی MEA لەگەڵ BPM کە لە ناوەڕاستدا گۆڕاوە بۆ پێشەوە. FE و ڤۆڵتیەی پاتری لە بەرامبەر کات لە 200 mA/cm2 بە بەکارهێنانی ئەم پێکهاتەیە. وێنەی بڕبڕەی BPM MEAی لایەنگری پێشەوە دوای تاقیکردنەوەیەکی کورت.
بۆ بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک، هایدرۆجین دەدرێت بە کاتالیستێکی Pt-on-carbon (Pt/C) لە ئەنۆدەکەدا. وەک لە وێنەی 2d دا نیشان دراوە، پێشتر لێکۆڵینەوەی لەسەر کراوە بۆ بەدەستهێنانی بەرهەمهێنانی ترشی فۆرمیک. یەکەی کۆکردنەوەی BPM دوای 40 خولەک لە کارکردن بە کارەبای 200 mA/cm2 شکستی هێنا، لەگەڵ بەرزبوونەوەی ڤۆڵتیەی زیاتر لە 5 V (شێوەی 2e). دوای تاقیکردنەوە، شلبوونەوەی ئاشکرا لە ڕووکاری CEM/AEMدا بینرا. جگە لە فۆرمات، ئەنیونەکانی وەک کاربۆنات، بیکاربۆنات و هایدرۆکساید دەتوانن بە پەردەی AEMدا تێپەڕن و لەگەڵ پرۆتۆنەکان لە ڕووکاری CEM/AEM کارلێک بکەن بۆ بەرهەمهێنانی گازی CO2 و ئاوی شل، کە دەبێتە هۆی لابردنی BPM (شێوەی 2f) و , لە کۆتاییدا دەبێتە هۆی شکستی خانەکان.
بە پشتبەستن بە میکانیزمەکانی کارایی و شکستی ڕێکخستنی سەرەوە، بیناسازییەکی نوێی MEA پێشنیار کراوە وەک لە وێنەی 1c دا نیشان دراوە و لە وێنەی 3a38 دا وردەکارییەکانی خراوەتەڕوو. لێرەدا چینە PCEM ڕێگایەک بۆ کۆچی ترشی فۆرمیک و ئەنیۆنەکان لە ڕووکاری CEM/AEM دابین دەکات، بەمەش کەڵەکەبوونی مادەکە کەمدەکاتەوە. لە هەمان کاتدا، ڕێڕەوی نێوان PCEM ترشی فۆرمیک ئاراستە دەکات بۆ ناو ناوەندی بڵاوبوونەوە و کێڵگەی لێشاو، ئەمەش ئەگەری ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک کەمدەکاتەوە. ئەنجامی جەمسەرگیری بە بەکارهێنانی AEM بە ئەستووری 80، 40 و 25 ملم لە وێنەی 3b دا نیشان دراوە. وەک چاوەڕوان دەکرا، هەرچەندە ڤۆڵتیەی گشتی خانەکان لەگەڵ زیادبوونی ئەستووری AEM زیاد دەکات، بەڵام بەکارهێنانی AEMی ئەستوورتر ڕێگری دەکات لە بڵاوبوونەوەی ترشی فۆرمیک بۆ دواوە، بەمەش pH کاتۆد زیاد دەکات و بەرهەمهێنانی H2 کەم دەکاتەوە (شێوەی 3c-e).
وێناکردنی پێکهاتەی MEA لەگەڵ AEM و CEM کونکراو و ڕێڕەوی جیاوازی گواستنەوەی ترشی فۆرمیک. b ڤۆڵتیەی خانە لە چڕی کارەبای جیاواز و ئەستووری جیاوازی AEM. لە EE لە چڕی جۆراوجۆری کارەبادا بە ئەستووری AEM 80 میکرۆمتر (d) 40 میکرۆمتر، ه) 25 میکرۆمتر. هێڵەکانی هەڵە نوێنەرایەتی لادانێکی ستاندارد دەکەن کە لە سێ نمونەی جیاوازەوە پێوراوە. ئەنجامەکانی ھاوشێوەکردنی چڕیی ترشی فۆرمیک و بەهای pH لە ڕووکاری CEM/AEM لە ئەستوورییە جیاوازەکانی AEM. f PC و pH لە چینە کاتۆدییەکەی کاتالیستەکەدا بە ئەستووری فیلمی AEM جیاواز. دابەشکردنی دوو ڕەهەندی چڕیی ترشی فۆرمیک لەگەڵ ڕووکاری CEM/AEM و کونکردن.
وێنەی S2 دابەشبوونی چڕیی ترشی فۆرمیک و pH لە سەرانسەری ئەستووری MEA بە بەکارهێنانی مۆدێلکردنی توخمە سنووردارەکانی پۆیسۆن-نێرنس-پلانک نیشان دەدات. سەیر نییە کە بەرزترین چڕیی ترشی فۆرمیک، 0.23 مۆڵ/ل، لە ڕووکاری CEM/AEMدا بەدی دەکرێت، چونکە ترشی فۆرمیک لەم ڕووکارەدا دروست دەبێت. چڕیی ترشی فۆرمیک لە ڕێگەی AEM خێراتر کەم دەبێتەوە لەگەڵ زیادبوونی ئەستووری AEM، ئەمەش ئاماژەیە بۆ بەرگری زیاتر لە گواستنەوەی بارستە و کەمتر شلەی ترشی فۆرمیک بەهۆی بڵاوبوونەوەی پشتەوە. وێنەکانی 3 f و g بەهاکانی pH و ترشی فۆرمیک لە جێگەی کاتالیزەری کاتۆددا نیشان دەدەن کە بەهۆی بڵاوبوونەوەی پشتەوە و دابەشبوونی دوو ڕەهەندی چڕیی ترشی فۆرمیکەوە دروست بووە، بە ڕێککەوت. تا پەردەی AEM تەنکتر بێت، چڕیی ترشی فۆرمیک لە نزیک کاتۆدەکە زیاتر دەبێت و pH ی کاتۆدەکە ترش دەبێت. بۆیە هەرچەندە پەردەی ئەستوورتری AEM دەبێتە هۆی لەدەستدانی ئۆمیکی زیاتر، بەڵام گرنگن بۆ ڕێگریکردن لە بڵاوبوونەوەی پشتەوەی ترشی فۆرمیک بۆ کاتۆد و زۆرترین پاکی بەرزی سیستەمی ترشی فۆرمیک FE. لە کۆتاییدا، زیادکردنی ئەستووری AEM بۆ 80 میکرۆمتر بووە هۆی FE >75% بۆ ترشی فۆرمیک لە <2 V و 300 mA/cm2 بۆ ڕووبەری خانەیەکی 25 cm2.
بۆ تاقیکردنەوەی سەقامگیری ئەم بیناسازییە لەسەر بنەمای PECM، کارەبای پاتری لە 200 mA/cm2 بۆ ماوەی 55 کاتژمێر پارێزراو بوو. ئەنجامە گشتییەکان لە وێنەی 4 دا نیشان دراون، لەگەڵ ئەنجامەکانی 3 کاتژمێری یەکەم کە لە وێنەی S3 دا ئاماژەی پێکراوە. لە کاتی بەکارهێنانی کاتالیزەری ئەنۆدی Pt/C، ڤۆڵتیەی خانەکە لە ماوەی 30 خولەکی یەکەمدا بە شێوەیەکی بەرچاو زیاد بوو (شێوەی S3a). بۆ ماوەیەکی درێژتر، ڤۆڵتیەی خانەکە نزیکەی بەردەوام ماوەتەوە، ڕێژەی تێکچوونی 0.6 mV/h دابین دەکات (شێوەی 4a). لە سەرەتای تاقیکردنەوەکەدا، PV ی ترشی فۆرمیک کە لە ئەنۆدەکەدا کۆکراوەتەوە 76.5% و PV ی هایدرۆجینی کۆکراوە لە کاتۆد 19.2% بووە. دوای یەکەم کاتژمێری تاقیکردنەوە، هایدرۆجینی FE دابەزی بۆ 13.8%، ئەمەش ئاماژەیە بۆ باشتربوونی هەڵبژاردنی فۆرمات. بەڵام ڕێژەی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک لە سیستەمەکەدا لە ماوەی یەک کاتژمێردا بۆ ٦٢.٧% دابەزی، ڕێژەی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک ئەنۆدیش لە نزیکەی سفرەوە لە سەرەتای تاقیکردنەوەکەدا بۆ ١٧.٠% بەرزبووەوە. دواتر، FE ی H2، CO، ترشی فۆرمیک و ڕێژەی ئۆکساندنی ئەنۆدی ترشی فۆرمیک لە کاتی تاقیکردنەوەکەدا جێگیر بوو. زیادبوونی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک لە ماوەی کاتژمێری یەکەمدا ڕەنگە بەهۆی کەڵەکەبوونی ترشی فۆرمیک بێت لە ڕووکاری PCEM/AEM. لەگەڵ زیادبوونی چڕیی ترشی فۆرمیک، نەک تەنها لە ڕێگەی کونبوونی پەردەکەوە دەردەچێت، بەڵکو لە ڕێگەی خودی FEMەوە بڵاودەبێتەوە و دەچێتە ناو چینە ئەنۆدی Pt/C. بەو پێیەی ترشی فۆرمیک شلەیە لە پلەی گەرمی ٦٠ پلەی سەدی، کەڵەکەبوونی دەتوانێت ببێتە هۆی کێشەی گواستنەوەی بارستە و لە ئەنجامدا ئۆکساندنی پەسەندکراو لە هایدرۆجین.
a ڤۆڵتیەی خانە لە بەرامبەر کات (200 mA/cm2، 60 °C). ئینستێتەکە وێنەیەکی مایکرۆسکۆپی بینایی بەشێکی بڕبڕەی MEA لەگەڵ EM ی کونکراو نیشان دەدات. باری پێوەر: 300 میکرۆمتر. ب پاکی PE و ترشی فۆرمیک وەک کارکردی کات لە 200 mA/cm2 بە بەکارهێنانی ئەنۆدی Pt/C.
مۆرفۆلۆژیای نمونەکان لە سەرەتای تاقیکردنەوە (BOT) لە کاتی ئامادەکردن و لە کۆتایی تاقیکردنەوە (EOT) دوای 55 سەعات لە تاقیکردنەوەی سەقامگیری بە بەکارهێنانی تۆمۆگرافی کۆمپیوتەریی تیشکی ئێکس (نانۆ-CT) تایبەتمەند کرا، وەک لە وێنەی 5 a دا نیشان دراوە. نمونەی EOT قەبارەی تەنۆلکەی کاتالیستێکی گەورەتری هەیە بە تیرەی 1207 نانۆمەتر بە بەراورد بە 930 نانۆمەتر بۆ BOT. وێنەکانی وردبینی ئەلکترۆنی گواستنەوەی سکانکردنی مەیدانی تاریکی گۆشەی بەرز (HAADF-STEM) و ئەنجامەکانی سپێکترۆسکۆپی تیشکی ئێکس وزە-پەرشوبڵاو (EDS) لە وێنەی 5b دا نیشان دراون. لە کاتێکدا چینە کاتالیستەکەی BOT زۆربەی گەردیلە بچووکەکانی کاتالیست و هەروەها هەندێک ئەگلۆمێراتی گەورەتر لەخۆدەگرێت، لە قۆناغی EOT دەتوانرێت چینە کاتالیستەکە دابەش بکرێت بەسەر دوو ناوچەی جیاوازدا: یەکێکیان گەردیلە ڕەقەکانی بە شێوەیەکی بەرچاو گەورەتر و ئەوی دیکەیان ناوچەی کونیلەدارتر. ژمارەی تەنۆلکە بچووکەکان. وێنەی EDS نیشان دەدات کە تەنۆلکە ڕەقە گەورەکان دەوڵەمەندن بە Bi، لەوانەیە Bi کانزایی، و ناوچە کونیلەدارەکان دەوڵەمەندن بە ئۆکسجین. کاتێک خانەکە بە پلەی گەرمی 200 mA/cm2 کاردەکات، پۆتانسێلی نەرێنی کاتۆدەکە دەبێتە هۆی کەمبوونەوەی Bi2O3، وەک لە ئەنجامەکانی سپێکترۆسکۆپی مژینی تیشکی ئێکس لە شوێنی خۆیدا دەردەکەوێت کە لە خوارەوە باسکراوە. ئەنجامەکانی نەخشەسازی HAADF-STEM و EDS دەریدەخەن کە Bi2O3 پرۆسەی کەمکردنەوە بەسەردا دێت، ئەمەش دەبێتە هۆی ئەوەی ئۆکسجین لەدەست بدەن و کۆببنەوە بۆ گەردیلەی کانزای گەورەتر. شێوازەکانی پەرشوبڵاوی تیشکی ئێکس لە کاتۆدەکانی BOT و EOT لێکدانەوەی داتاکانی EDS پشتڕاست دەکەنەوە (شێوەی 5c): تەنها Bi2O3 بلوری لە کاتۆدی BOT دۆزراوەتەوە، و دوو کانزای بلوری لە کاتۆدی EOT دۆزراوەتەوە. بۆ تێگەیشتن لە کاریگەری پۆتانسێلی کاتۆد لەسەر دۆخی ئۆکساندنی کاتالیستەکەی کاتۆدی Bi2O3، پلەی گەرمی لە پۆتانسێلی بازنەی کراوە (+0.3 V بەرامبەر RHE) بۆ -1.5 V (بەرامبەر RHE) گۆڕدرا. تێبینی دەکرێت کە قۆناغی Bi2O3 دەست دەکات بە کەمبوونەوە لە -0.85 V بە بەراورد بە RHE، و کەمبوونەوەی چڕی هێڵی سپی لە ناوچەی لێواری سپێکترۆمەکەدا ئاماژەیە بۆ ئەوەی کە Bi کانزایی کەم دەبێتەوە بۆ 90%ی RHE لە -1.1. V لە بەرامبەر RHE (شێوەی 5d). بەبێ گوێدانە میکانیزمەکە، هەڵبژاردنی گشتی فۆرمات لە کاتۆددا لە بنەڕەتدا نەگۆڕاوە، وەک لە H2 و CO FE و دروستبوونی ترشی فۆرمیکەوە دەرکەوتووە، سەرەڕای گۆڕانکاری بەرچاو لە مۆرفۆلۆژیای کاتۆد، دۆخی ئۆکساندنی کاتالیست و پێکهاتەی مایکرۆکریستاڵ.
پێکهاتەیەکی سێ ڕەهەندی چینە کاتالیستەکە و دابەشکردنی تەنۆلکەکانی کاتالیست کە بە بەکارهێنانی سی تی تیشکی ئێکس نانۆ بەدەست هاتووە. باری پێوەر: 10 میکرۆمتر. b سەرەوە 2: وێنەی HAADF-STEM ی چینە کاتۆدییەکانی کاتالیستەکانی BOT و EOT. باری پێوەر: 1 میکرۆمتر. خوارەوە 2: وێنەی گەورەکراوی HADF-STEM و EDX ی چینە کاتۆدییەکەی کاتالیستەکەی EOT. باری پێوەر: 100 نانۆمەتر. c شێوازەکانی پەرشوبڵاوی تیشکی ئێکس لە نمونەکانی کاتۆدی BOT و EOT. سپێکتری مژینی تیشکی ئێکس لە شوێنی خۆیدا ئەلکترۆدی Bi2O3 لە 0.1 M KOH وەک کارکردی پۆتانسێل (0.8 V بۆ -1.5 V بەرامبەر RHE).
بۆ ئەوەی بە تەواوی دیاری بکرێت کە چ دەرفەتێک هەیە بۆ باشترکردنی کارایی وزە بە ڕێگریکردن لە ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک، ئەلکترۆدی ئاماژەی H2 بەکارهات بۆ دیاریکردنی بەشداری لەدەستدانی ڤۆڵتیە39. لە چڕی کارەبای کەمتر لە 500 mA/cm2، پۆتانسێلی کاتۆد لە خوار -1.25 ڤۆڵت دەمێنێتەوە. پۆتانسێلی ئەنۆدی دابەشکراوە بەسەر دوو بەشی سەرەکیدا: چڕی کارەبای ئاڵوگۆڕ HOR و ڤۆڵتیەی زیادەی تیۆری HOR 40 کە پێشبینی کراوە لەلایەن هاوکێشەی بولتەر-ڤۆڵمەر کە پێشتر پێوراوە، و بەشەکەی دیکە بەهۆی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیکەوەیە. بەهۆی جوڵەی کارلێککردنێکی زۆر خاوتر بە بەراورد بە HOR41، ڕێژەی کەمی کارلێکی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک لە ئەنۆددا دەتوانێت ببێتە هۆی زیادبوونی بەرچاو لە پۆتانسێلی ئەنۆدیدا. ئەنجامەکان دەریدەخەن کە ڕێگریکردنێکی تەواو لە ئۆکساندنی ئەنۆدیکی ترشی فۆرمیک دەتوانێت نزیکەی 500 میلی ڤۆڵتی زیادە ڤۆڵتیە لەناو ببات.
بۆ تاقیکردنەوەی ئەم خەمڵاندنە، ڕێژەی لێشاوی ئاوی بێ ئایۆن (DI) لە هاتنە ژوورەوەی ئەنۆدەکاندا گۆڕدرا بۆ کەمکردنەوەی چڕیی ترشی فۆرمیکی دەرچوو. وێنەکانی 6b و c FE، چڕیی ترشی فۆرمیک، و ڤۆڵتیەی خانە وەک کارکردی شلەی DI لە ئەنۆدەکەدا لە 200 mA/cm2 نیشان دەدەن. لەگەڵ زیادبوونی ڕێژەی لێشاوی ئاوی بێ ئایۆن لە 3.3 مل/دەقە بۆ 25 مل/دەقە، چڕیی ترشی فۆرمیک لە ئەنۆد لە 0.27 مۆڵ/لیتر بۆ 0.08 مۆڵ/لیتر کەمیکرد. بە بەراورد، بە بەکارهێنانی پێکهاتەی ساندویچ کە لەلایەن Xia et al. 30 چڕیی ترشی فۆرمیک 1.8 مۆڵ/لیتر لە 200 mA/cm2 بەدەست هات. کەمکردنەوەی چڕیی FE ی گشتی ترشی فۆرمیک باشتر دەکات و FE ی H2 کەم دەکاتەوە چونکە pH ی کاتۆد زیاتر ئەلکالی دەبێت بەهۆی کەمبوونەوەی بڵاوبوونەوەی پشتەوەی ترشی فۆرمیک. هەروەها کەمبوونەوەی چڕیی ترشی فۆرمیک لە زۆرترین ڕۆیشتنی DI بە شێوەیەکی مەجازی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک لەناوبرد، کە لە ئەنجامدا کۆی ڤۆڵتیەی خانەکان کەمێک لە خوار 1.7 ڤۆڵت بوو لە 200 mA/cm2. هەروەها پلەی گەرمی پاتری کاریگەری لەسەر کارایی گشتی هەیە، و ئەنجامەکان لە وێنەی S10 دا نیشان دراون. بەڵام، بیناسازییەکانی بنەمادار بە PCEM دەتوانن کارایی وزە بە شێوەیەکی بەرچاو باشتر بکەن لە ڕێگریکردن لە ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک، جا لە ڕێگەی بەکارهێنانی کاتالیزەری ئەنۆدیکەوە بێت لەگەڵ باشترکردنی هەڵبژاردنی هایدرۆجین بەرەو ترشی فۆرمیک یان لە ڕێگەی کارپێکردنی ئامێرەوە.
تێکچوونی ڤۆڵتیەی خانە بە بەکارهێنانی ئەلکترۆدی ئاماژەی خانەیی H2 کە لە پلەی گەرمی 60 °C کاردەکات، ئەنۆدی Pt/C و 80 میکرۆمتر AEM. b چڕییەکانی FE و ترشی فۆرمیک کە لە 200 mA/cm2 کۆکراونەتەوە بە بەکارهێنانی ڕێژەی جیاوازی لێشاوی ئاوی بێ ئایۆنیزی ئەنۆدی. c کاتێک ئەنۆدەکە ترشی فۆرمیک بە چڕیی جیاواز کۆدەکاتەوە، ڤۆڵتیەی خانەکە 200 mA/cm2 یە. هێڵەکانی هەڵە نوێنەرایەتی لادانێکی ستانداردی سێ پێوانە جیاوازەکان دەکەن. کەمترین نرخی فرۆشتن بەپێی ئەدای کارکردن لە ڕێژەی جۆراوجۆری لێشاوی ئاوی بێ ئایۆندا دابەشکراوە بە بەکارهێنانی تێکڕای نرخی کارەبای پیشەسازی نیشتمانی کە 0.068 دۆلاری ئەمریکی/کیلۆوات کاتژمێر و 4.5 دۆلاری ئەمریکی/کیلۆگرام هایدرۆجین. (*: کەمترین دۆخی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک لە ئەنۆدەکەدا گریمانە دەکرێت کە 10 M FA بێت، تێکڕای نرخی نیشتمانی نیشتمانی کارەبای پیشەسازی 0.068$/kWh، و هایدرۆجین 4.5$/kg. **: کەمترین دۆخی ئۆکساندنی گریمانە دەکرێت ترشی فۆرمیک. چڕیی FA لە ئەنۆدەکەدا 1.3 M ئەنۆد بێت، نرخی چاوەڕوانکراوی کارەبای داهاتوو 0.03$/kWh، و... هێڵی خاڵبەندی نوێنەرایەتی نرخی بازاڕ دەکات کە 85 wt% FA یە.
شیکارییەکی تەکنۆ-ئابووری (TEA) ئەنجامدرا بۆ بەدەستهێنانی کەمترین نرخی فرۆشتنی کۆبوونەوەکانی سووتەمەنی لە ژێر کۆمەڵێک بارودۆخی کارکردندا، وەک لە وێنەی 5d دا نیشان دراوە. شێوازەکان و زانیارییەکانی پاشخان بۆ TEA دەتوانرێت لە SI دا بدۆزرێتەوە. کاتێک کە چڕیی LC لە ئیگزۆزی ئەنۆددا زیاترە، سەرەڕای بەرزبوونەوەی ڤۆڵتیەی خانەکان، تێچووی گشتی کۆکردنەوەی سووتەمەنی کەم دەبێتەوە بەهۆی کەمبوونەوەی تێچووی جیاکردنەوە. ئەگەر بتوانرێت ئۆکساندنی ئەنۆدیکی ترشی فۆرمیک کەم بکرێتەوە لە ڕێگەی پەرەپێدانی کاتالیست یان تەکنەلۆژیای ئەلکترۆدەوە، تێکەڵکردنی ڤۆڵتیەی خانەیی کەمتر (1.66 ڤۆڵت) و چڕیی زیاتری FA لە ئاوەڕۆکەدا (10 م) تێچووی بەرهەمهێنانی FA ئەلکترۆکیمیایی کەمدەکاتەوە بۆ 0.74 دۆلاری ئەمریکی/کیلۆگرام (بە پشتبەستن بە کارەبا). نرخ) 0.068 دۆلار بۆ هەر کیلۆوات کاتژمێر و 4.5 دۆلار بۆ هەر کیلۆگرام هایدرۆجین42. سەرەڕای ئەوەش، کاتێک لەگەڵ تێچووی پێشبینیکراوی داهاتووی کارەبای نوێبووەوە کە 0.03 دۆلار/کیلۆوات کاتژمێر و هایدرۆجین 2.3 دۆلار/کیلۆگرامە، یەکدەخرێت، ئامانجی ئاوی پیسی FA بۆ 1.3 ملیۆن کەمدەکرێتەوە، لە ئەنجامدا تێچووی بەرهەمهێنانی پێشبینیکراوی کۆتایی 0.66 دۆلاری ئەمریکییە/کیلۆوات 43. ئەمەش بەراورد دەکرێت بە نرخی ئێستای بازاڕ. بەم شێوەیە، هەوڵەکانی داهاتوو کە لەسەر ماددە و پێکهاتەکانی ئەلکترۆد بوون دەتوانن زیاتر ئەنۆدایزاسیۆن کەم بکەنەوە لە هەمان کاتدا ڕێگە بە کارکردن دەدات لە ڤۆڵتیەی خانە کەمترەکاندا بۆ بەرهەمهێنانی چڕیی LC بەرزتر.
بە کورتی، ئێمە چەندین پێکهاتەی MEA ی بۆشایی سفرمان بۆ کەمکردنەوەی CO2 بۆ ترشی فۆرمیک لێکۆڵینەوە کردووە و پێکهاتەیەکمان پێشنیار کردووە کە پەردەیەکی دوو جەمسەری پێکهاتەیی پێشەوە-لایەنگری تێدایە لەوانەش پەردەی ئاڵوگۆڕی کاتیۆنی کونکراو (PECM) بۆ ئاسانکاری ڕووکاری گواستنەوەی بارستەی پەردە بۆ ترشی فۆرمیکی دەرەنجامی. . ئەم پێکهاتەیە >96% ترشی فۆرمیک لە چڕییەکانی تا 0.25 M (بە ڕێژەی لێشاوی ئەنۆدی DI 3.3 mL/min) دروست دەکات. لە ڕێژەی بەرزتری لێشاوی DI (25 mL/min)، ئەم پێکهاتەیە چڕی کارەبای >80% FE ی 200 mA/cm2 لە 1.7 V بە بەکارهێنانی ڕووبەری خانەیی 25 cm2 دابین کرد. لە ڕێژەی مامناوەندی DI ئەنۆدیک (10 مل/دەقە)، پێکهاتەی PECM ڤۆڵتیەی جێگیر و ئاستی بەرزی ترشی فۆرمیک FE بۆ ماوەی 55 سەعات لە تاقیکردنەوە لە 200 mA/cm2 پاراست. سەقامگیری و هەڵبژاردنی بەرز کە بەهۆی کاتالیست و ماددە پەردەییە پۆلیمرییەکانی بازرگانییەوە بەدەست دێت دەتوانرێت زیاتر بەرز بکرێتەوە بە تێکەڵکردنیان لەگەڵ ئەلکترۆکاتالیستەکانی باشتر. کارەکانی دواتر بریتی دەبن لە ڕێکخستنی بارودۆخی کارکردن، هەڵبژاردنی کاتالیزەری ئەنۆد، و پێکهاتەی MEA بۆ کەمکردنەوەی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک، لە ئەنجامدا دەرچوونێکی چڕتر لە ڤۆڵتیەی خانەکانی کەمتردا. ڕێبازی سادەی بەکارهێنانی دووەم ئۆکسیدی کاربۆن بۆ ترشی فۆرمیک کە لێرەدا خراوەتەڕوو، پێویستی بە ژووری ئەنۆلایت و کاتۆلایت، پێکهاتەکانی ساندویچ و ماددە تایبەتەکان نامێنێت، بەمەش کارایی وزەی خانەکان زیاد دەکات و ئاڵۆزی سیستەم کەمدەکاتەوە، ئەمەش ئاسانکاری دەکات بۆ گەورەکردن. پێکهاتەی پێشنیارکراوی سەکۆیەک بۆ پەرەپێدانی داهاتووی وێستگەکانی گۆڕینی CO2 کە لە ڕووی تەکنیکی و ئابوورییەوە دەتوانن بتوانن دابین دەکات.
مەگەر بە پێچەوانەوە ئاماژە نەکرێت، هەموو ماددە و توێنەرەکانی پلەی کیمیایی وەک وەرگیراو بەکارهێنران. کاتالیستێکی ئۆکسیدی بیسموت (Bi2O3، 80 نانۆمەتر) لە کۆمپانیای US Research Nanomaterials, Inc. کڕدرا. تۆزی پۆلیمر (AP1-CNN8-00-X) لەلایەن IONOMR دابینکراوە. مارکەی Omnisolv® N-propanol (nPA) و ئاوی زۆر پاک (18.2 Ω، سیستەمی پاککردنەوەی ئاو Milli–Q® Advantage A10) لە Millipore Sigma کڕدرا. میتانۆل و ئەسیتۆن کە بڕوانامەی ACSیان هەیە بە ڕێککەوت لە کۆمپانیای VWR Chemicals BDH® و Fisher Chemical دەکڕدرێن. تۆزی پۆلیمرەکە لەگەڵ تێکەڵەیەکی ئەسیتۆن و مێتانۆل بە ڕێژەی 1:1 بە کێش تێکەڵکرا بۆ بەدەستهێنانی پەرشوبڵاوی پۆلیمر بە چڕیی 6.5 wt.%. ڕەنگی کاتالیتیک ئامادە بکە بە تێکەڵکردنی 20g Bi2O3، ئاوی زۆر پاک، nPA و پەرشوبڵاوی ئایۆنۆمێر لەناو پەرداخێکی 30ml. پێکهاتەکە 30 wt.% کاتالیست و ڕێژەی بارستەی ئایۆنۆمێر بۆ کاتالیست 0.02 و ڕێژەی بارستەی ئەلکهول بۆ ئاو 2:3 (40 wt.% nPA)ی تێدابوو. پێش تێکەڵکردن، 70g مادەی وردکردنی زیرکۆنیای گلێن میڵز 5 ملم زیادکرا بۆ تێکەڵەکە. نمونەکان لەسەر ڕۆلەری شووشەی دیجیتاڵی FisherbrandTM بە خێرایی 80 خولەک لە خولەکێکدا بۆ ماوەی 26 کاتژمێر دانران. ڕێگە بدە ڕەنگەکە بۆ ماوەی ٢٠ خولەک دابنیشێت پێش ئەوەی بیدەیت. ڕەنگی Bi2O3 بەکارهێنرا بۆ ئامێری ئۆتۆماتیکی کوالتێک (QPI-AFA6800) بە بەکارهێنانی پڕکردنەوەی 1/2′′ x 16′′ تاقیگەیی وایەر پێچان (RD Specialties – 60 میل تیرە) لە پلەی گەرمی 22 پلەی سەدی. 5 مل ڕەنگی کاتالیتیک بەکارهێنرا بۆ هەڵگری بڵاوبوونەوەی گازی کاربۆنی Sigraacet 39 BB 7.5 x 8 ئینج (هەڵگرتنی خانەی سووتەمەنی) بە نیشتنی داری بە خێرایی مامناوەندی جێگیر 55 ملم/چرکە. ئەم ئەلکترۆدە پۆشراوانە بگوازەرەوە بۆ فڕن و لە پلەی گەرمی ٨٠ پلەی سەدی وشکی بکەرەوە. پرۆسەی پۆشینی داری و وێنەکانی پۆشینی GDE لە وێنەکانی S4a و b دا نیشان دراون. ئامێرێکی فلۆرۆسەنسی تیشکی ئێکس (XRF) (Fischerscope® XDV-SDD، Fischer-Technolgy Inc. USA) پشتڕاستی کردەوە کە بارکردنی GDE ی پۆشراو 3.0 میلیگرام Bi2O3/cm2 بووە.
بۆ پێکهاتەکانی پەردەی پێکهاتەیی کە پەردەی ئاڵوگۆڕی ئەنیون (AEM) و CEM کونکراوی تێدایە. Nafion NC700 (Chemours, USA) بە ئەستووری ناوەکی 15 میکرۆمتر وەک چینەکەی CEM بەکارهات. کاتالیزەری ئەنۆدی ڕاستەوخۆ لەسەر FEM ڕشێندرا بە ڕێژەی ئایۆنۆمێر بۆ کاربۆن 0.83 و ڕووبەری داپۆشینی 25 سم2. پلاتینیۆمی پشتگیریکراو بە ڕووبەرێکی گەورە (50 wt.% Pt/C، TEC 10E50E، کانزای بەنرخی TANAKA) بە بارگاویکردنی 0.25 میلیگرام Pt/cm2 وەک کاتالیزەری ئەنۆد بەکارهات. Nafion D2020 (Ion Power, USA) وەک ئایۆنۆمێرێک بۆ چینە ئەنۆدییەکەی کاتالیستەکە بەکارهات. کونکردنی CEM بە بڕینی هێڵی هاوتەریب لەسەر فیلمی CEM لە نێوان 3 ملم ئەنجام دەدرێت. وردەکارییەکانی پرۆسەی کونکردن لە وێنەکانی S12b و c دا نیشان دراوە. بە بەکارهێنانی تۆمۆگرافی کۆمپیوتەریی تیشکی ئێکس، پشتڕاستکرایەوە کە بۆشایی کونکردن 32.6 میکرۆمتر بووە، وەک لە وێنەی S12d و e دا نیشان دراوە. لە کاتی کۆکردنەوەی خانەکان، پەردەیەکی کونکراوی CEM کە بە کاتالیست ڕوپۆش کراوە لەسەر کاغەزی تۆرای 25 سم2 دانرا (5 wt% PTFE چارەسەر کراوە، فرۆشگای خانەی سووتەمەنی، ئەمریکا). پەردەیەکی AEM (PiperION، Versogen، USA) بە ئەستووری 25، 40 یان 80 میکرۆمتر لەسەر CEM و پاشان لەسەر کاتۆدی GDE دانرا. پەردەی AEM بە پارچەی 7.5 × 7.5 سم بڕدرا بۆ داپۆشینی تەواوی کێڵگەی لێشاوەکە و پێش کۆکردنەوە بۆ ماوەی شەوێک لە گیراوەی 1 M پۆتاسیۆم هایدرۆکسایددا تێکەڵکرا. هەردوو ئەنۆد و کاتۆد فەواصلی PTFE بەکاردەهێنن کە ئەوەندە ئەستوورن بۆ بەدەستهێنانی پاڵەپەستۆی GDE ی گونجاو کە 18% بێت. وردەکارییەکانی پرۆسەی کۆکردنەوەی پاتری لە وێنەی S12a دا نیشان دراوە.
لە کاتی تاقیکردنەوەدا، خانەی کۆکراوە لە پلەی گەرمی 60 °C (30، 60 و 80 °C بۆ توێژینەوەکانی وابەستەیی پلەی گەرمی) ڕاگیرا لەگەڵ 0.8 L/min گازی هایدرۆجین کە بۆ ئەنۆدەکە دابینکرا و 2 L/min دووەم ئۆکسیدی کاربۆن کە بۆ کاتۆدەکە دابینکرابوو. هەردوو ڕژێمی هەوای ئەنۆدی و کاتۆدی لە شێداری ڕێژەیی 100% و پەستانی کاتۆدی ڕەهای 259 کیلۆپاسکاڵ شێدار کران. لە کاتی کارکردندا، ڕژێمی گازی کاتۆد لەگەڵ گیراوەی 1 M KOH بە ڕێژەی 2 مل/دەقە تێکەڵکرا بۆ پێشخستنی بەکارهێنانی جێگەی کاتالیست کاتۆد و گواستنەوەی ئایۆنی. ڕژێمی گازی ئەنۆد لەگەڵ ئاوی بێ ئایۆن تێکەڵ بکە بە ڕێژەی 10 مل/دەقە بۆ لابردنی ترشی فۆرمیک لە ئەنۆدەکەدا. وردەکارییەکانی هاتنەژوورەوە و دەرچوونی ئامێرەکان لە وێنەی S5 دا نیشان دراون. گازی دەرچوونی کاتۆد CO2 لەخۆدەگرێت و CO و H2 دروست دەکات. هەڵمی ئاوەکە لە ڕێگەی کۆندێنسەرەوە لادەبرێت (گەرمی ئاڵوگۆڕی پلەی گەرمی نزم لە پلەی گەرمی ٢ پلەی سەدی). ئەو غازەی کە دەمێنێتەوە بۆ شیکاری کاتی غاز کۆدەکرێتەوە. هەروەها ڕەوتی ئەنۆدەکان بە کۆندێنسەرێکدا تێدەپەڕێت بۆ جیاکردنەوەی شلەکە لە گازەکە. ئاوی پیس لەناو کوپەکانی پاکدا کۆدەکرێتەوە و بە بەکارهێنانی کرۆنۆمێتری شلە شیکاری دەکرێت بۆ ژماردن و دیاریکردنی ترشی فۆرمیک کە بەرهەمدەهێنرێت. تاقیکردنەوە ئەلکترۆکیمیاییەکان بە بەکارهێنانی پۆتێنسیۆستاتی گەرمی (ژمارەی ئاماژە 30K، گامری، ئەمریکا) ئەنجامدرا. پێش پێوانی کێوی جەمسەرگیری، خانەکە 4 جار لە مەودای 0 بۆ 250 mA/cm2 بە بەکارهێنانی ڤۆڵتامێتری هێڵی بە ڕێژەی سکان 2.5 mA/cm2 مەرجدار کرا. کێشەکانی جەمسەرگیری لە دۆخی گالڤانۆستاتیکدا بەدەست هێنران لەگەڵ خانەکە کە لە چڕییەکی دیاریکراوی کارەبادا بۆ ماوەی 4 خولەک ڕاگیرا پێش ئەوەی نمونە لە گازی کاتۆد و شلەی ئەنۆلیت وەربگیرێت.
ئێمە ئەلکترۆدی ئاماژەی هایدرۆجین لە MEA بەکاردەهێنین بۆ جیاکردنەوەی پۆتانسێلی کاتۆد و ئەنۆدی. پێکهاتەی ئەلکترۆدی ئاماژە لە وێنەی S6a دا نیشان دراوە. پەردەیەکی نافیۆن (Nafion 211، IonPower، USA) وەک پردێکی ئایۆنی بەکارهات بۆ بەستنەوەی پەردەی MEA و ئەلکترۆدی ئاماژە. یەکێک لە کۆتاییەکانی شریتی نافیۆن بەسترابووەوە بە ئەلکترۆدی بڵاوبوونەوەی گازی 1 سم2 (GDE) کە بارکرابوو بە 0.25 میلیگرام Pt/cm2 (50 wt% Pt/C، TEC10E50E، کانزا بەنرخەکانی تانکا) کە ڕژێندرابووە سەر کاغەزی کاربۆنی 29BC (فرۆشگای خانەکانی سووتەمەنی، ئەمریکا). ). ڕەقەکاڵای تایبەتی پۆلی ئیتێرکیتۆن (PEEK) بەکاردەهێنرێت بۆ مۆرکردنی غاز و دڵنیابوون لە بەرکەوتنی باش لە نێوان شریتەکانی GDE و Nafion، و بۆ بەستنەوەی ئەلکترۆدی ئاماژە بە ڕەقەکاڵای خانەی سووتەمەنی. کۆتاییەکەی تری شریتی نافیۆن بەستراوەتەوە بە لێواری دەرکەوتووی پاتری CEM. وێنەی S6b بەشی بڕبڕەی ئەلکترۆدی ئاماژە نیشان دەدات کە لەگەڵ MEA یەکخراوە.
دوای ئەوەی گازی دەرچوون بە کۆندێنسەر و جیاکەرەوەی غاز-شلەدا تێدەپەڕێت، نمونەی غاز لە کاتۆدەکە وەردەگیرێت. گازی کۆکراوە لانیکەم سێ جار بە بەکارهێنانی 4900 Micro GC (10 میکرۆمتر ڕاوەشێنی گەردیلەیی، Agilent) شیکرایەوە. نمونەکان لە کیسی نمونەی غازی فۆیلی ئەلەمنیۆمی فرە چینە بێهێزەکانی SupelTM (Sigma-Aldrich) بۆ ماوەیەکی دیاریکراو (30 چرکە) کۆکرانەوە و بە دەست خرانە ناو کرۆماتۆگرافی مایکرۆگازی لە ماوەی دوو کاتژمێردا دوای کۆکردنەوە. پلەی گەرمی دەرزیەکە لە 110 پلەی سەدی دانرا. یەکەم ئۆکسیدی کاربۆن (CO) و هایدرۆجین (H2) لەسەر ستوونی گەرمکراو (105 °C) پەستاندار (28 psi) 10 m MS5A جیاکرانەوە بە بەکارهێنانی ئارگۆن (Matheson Gas-Matheson Purity) وەک گازی هەڵگر. ئەم پەیوەندیانە بە بەکارهێنانی ئامێری دۆزەرەوەی گواستنەوەی گەرمی (TCD)ی ناوەکی دەستنیشان دەکرێن. کرۆماتۆگرامەکانی GC و کێشەکانی قەبارەدانانی CO و H2 لە وێنەی S7 دا نیشان دراون. نمونەی ترشی فۆرمیکی شل لە ئەنۆدەکە بۆ ماوەیەکی دیاریکراو (120 چرکە) کۆکرایەوە و بە بەکارهێنانی فلتەری سرنجی PTFE 0.22 میکرۆمتر لەناو کوپەکانی 2 مل فلتەر کرا. بەرهەمە شلەکانی ناو کوپەکان بە بەکارهێنانی سیستەمی کرۆماتۆگرافی شلەی کارایی بەرزی Agilent 1260 Infinity II bioinert (HPLC) شیکرانەوە، کە 20 میکرۆلیتر نمونە لە ڕێگەی ئۆتۆسامپلەرەوە (G5668A) لەگەڵ قۆناغێکی جووڵاوی ترشی سولفوریک 4 میلی مۆلی (H2SO4) دەرزی لێدرا. ) بە ڕێژەی لێشاوی 0.6 مل/دەقە (پەمپە چوارگۆشەکان G5654A). بەرهەمەکان لەسەر گەرمکراو (35 پلەی سەدی، فڕنی ستوونی G7116A) ئەمینێکس HPX-87H 300 × 7.8 ملم (بایۆ-ڕاد) جیاکرانەوە کە پێشتر ستوونی پاسەوانی مایکرۆ-گارد کاتیشن H بوو. ترشی فۆرمیک بە بەکارهێنانی ئامێری دۆزەرەوەی ڕیزبەندی دایۆد (DAD) دۆزراوەتەوە. لە درێژی شەپۆلی 210 نانۆمەتر و باندڤیدی 4 نانۆمەتر. کرۆماتۆگرامی HPL و کێوی قەبارەدانانی ستانداردی ترشی فۆرمیک لە وێنەی S7 دا نیشان دراوە.
بەرهەمە گازییەکان (CO و H2) FE بە بەکارهێنانی ئەم هاوکێشەیەی خوارەوە حیسابی بۆ دەکرێت، و کۆی مۆڵەکانی غاز بە بەکارهێنانی هاوکێشەی گازی ئایدیاڵ حیسابی بۆ دەکرێت:
لە نێویاندا: \({n}_{i}\): ژمارەی ئەلکترۆنەکان لە کارلێکی ئەلکترۆکیمیاییدا. \(F\): نەگۆڕی فارادای. \({C}_{i}\): چڕیی بەرهەمی شلەی HPLC. \(V\): قەبارەی نمونەی شلە کە لە ماوەی کاتێکی دیاریکراودا کۆکراوەتەوە t. \(j\): چڕی ئێستا. \(A\): ڕووبەری ئەندازەیی ئەلکترۆدەکە (25 سم2). \(t\): ماوەی کاتی نمونەگرتن. \(P\): فشاری ڕەها. \({x}_{i}\): لەسەدا مۆلی گازی دیاریکراو لەلایەن GC. \(R\): نەگۆڕی گازی. \(T\): پلەی گەرمی.
چڕیی کاتیۆنە ئەنۆدیەکان بە بەکارهێنانی سپێکترۆسکۆپی دەردانی ئەتۆمی پلازمای ئیندێکتیڤ کۆپڵد (ICP-OES) ژمارەیی کرا. ئەو کاتیۆنانەی کە ڕەنگە شل ببنەوە یان بڵاوببنەوە بۆ ناو ئەنۆدەکە بریتین لە Ti، Pt، Bi و K. جگە لە K، هەموو کاتیۆنەکانی تر لە خوار سنووری دۆزینەوە بوون. ئایۆن لە گیراوەکەدا دروست دەکات و ئەنۆدەکە بەجێدەهێڵێت بۆ ئەوەی لەگەڵ پرۆتۆنەکان یان کاتیۆنەکانی تر جووت بێت. بۆیە دەتوانرێت پاکی ترشی فۆرمیک بەم شێوەیە حیسابی بۆ بکرێت
بەرهەمهێنانی فۆرمات/FA نوێنەرایەتی بڕی FA بەرهەم هێنراو دەکات بۆ هەر کیلۆوات کاتژمێر کارەبای بەکارهێنراو بە بەکارهێنانی پێکهاتەیەکی تایبەتی MEA، بە مۆڵ/کیلۆوات کاتژمێر. بە پشتبەستن بە چڕی کارەبا و ڤۆڵتیەی خانە و کارایی فارادای لە ژێر بارودۆخی کارکردنی تایبەتدا حیسابی بۆ دەکرێت.
بڕی ترشی فۆرمیک کە لە ئەنۆدەکەدا ئۆکسجین کراوە بە پشتبەستن بە هاوسەنگی بارستەیی گشتی حیسابی بکە. سێ کارلێکی کێبڕکێکار لە کاتۆدەکەدا ڕوودەدەن: پەرەسەندنی هایدرۆجین، کەمبوونەوەی CO2 بۆ CO، و کەمبوونەوەی CO2 بۆ ترشی فۆرمیک. لەبەر ئەوەی ئێمە پرۆسەی ئۆکساندنی ترشی فۆرمیکمان هەیە لە ئەنتۆن، دەتوانرێت ترشی فۆرمیک FE دابەش بکرێت بۆ دوو بەش: کۆکردنەوەی ترشی فۆرمیک و ئۆکساندنی ترشی فۆرمیک. هاوسەنگی بارستەیی گشتی دەتوانرێت بەم شێوەیە بنووسرێت:
ئێمە GCمان بەکارهێنا بۆ ژماردنی بڕی ترشی فۆرمیک، هایدرۆجین و CO کە بە HPLC کۆکراونەتەوە. پێویستە ئاماژە بەوە بکرێت کە زۆربەی ترشی فۆرمیک لە ئەنۆدەکە کۆکرایەوە بە بەکارهێنانی ئەو ڕێکخستنەی کە لە وێنەی تەواوکەری S5 دا نیشان دراوە. بڕی فۆرماتی کۆکراوە لە ژووری کاتۆدەوە کەم وێنەیە، نزیکەی دوو ڕێزی گەورەیی کەمترە، و کەمترە لە 0.5%ی کۆی بڕی SC.
مۆدێلی گواستنەوەی بەردەوام کە لێرەدا بەکارهاتووە لەسەر بنەمای کارەکانی پێشوو لەسەر سیستەمی هاوشێوە دامەزراوە34. سیستەمێکی جووتکراوی هاوکێشەکانی پۆیسۆن-نێرس-پلانک (PNP) بەکاردەهێنرێت بۆ دیاریکردنی چڕیی ئاو و پۆتانسێلی کارۆستاتیک لە قۆناغەکانی گواستنەوەی ئەلیکترۆنی و ئایۆنیدا. تێڕوانینێکی گشتی ورد لە هاوکێشە بنەڕەتییەکان و ئەندازەیی مۆدێل لە SI دا هاتووە.
ئەم سیستەمە چڕیی هەشت مادەی ئاوی دیاری دەکات (\({{{{{{{\rm{C}}}}}}}{{{{{{\rm{O}}}}}}}}_{2 \left ({{{{{{\rm{aq}}}}}\right)}\), \({{{{{{{\rm{H}}}}}}}}^{+ }\ ), \ ({{{{{{\rm{O}}}}}}{{{{{{{\rm{H}}}}}}^{-}\)، \({{{ {{{ \rm{ HCO}}}}}}}}_{3}^{-}\)، \({{{{{{{\rm{CO}}}}}}_{3}^{ 2-} \ ),\ ({{{{{\rm{HCOOH}}}}}}\)، \({{{{{{\rm{HCOO}}}}}}}}^{- }\) و \({{{ {{{\rm{K}}}}}}^{+}\))، پۆتانسێلی کارەبایی لە قۆناغی گواستنەوەی ئایۆنی (\({\phi }_{I}\ )) و ڕێبەرایەتی ئەلکترۆنی ئەنۆدی و کاتۆدی. پۆتانسێلی کارەبایی لە قۆناغەکاندا (\({\phi }_{A}\) و \({\phi }_{C}\) بە ڕێککەوت). لەبری ئەوە، نە بێلایەنی کارەبایی ناوخۆیی و نە ئەرکەکانی دابەشکردنی بارگە بەدی ناکرێت، ناوچەی بارگەی بۆشایی ڕاستەوخۆ بە بەکارهێنانی هاوکێشەی پۆیسۆن چارەسەر دەکرێت؛ ئەم ڕێبازە ڕێگەمان پێدەدات ڕاستەوخۆ کاریگەرییەکانی ڕاوەستانی دۆنان لە ڕووکارەکانی CEM|AEM، CEM|Pore، و AEM|Pore مۆدێل بکەین. سەرەڕای ئەوەش، تیۆری ئەلکترۆدی کونیلەدار (PET) بەکاردەهێنرێت بۆ وەسفکردنی گواستنەوەی بارگە لە چینە ئەنۆدی و کاتۆدیەکانی کاتالیستەکەدا. تا باشترین زانیاری نووسەران، ئەم کارە نوێنەرایەتی یەکەم بەکارهێنانی PET دەکات لە سیستەمەکاندا کە چەندین ناوچەی بارگەی بۆشایی هەیە.
نمونەکانی کاتۆدی GDE BOT و EOT بە بەکارهێنانی Zeiss Xradia 800 Ultra تاقیکرانەوە لەگەڵ سەرچاوەی تیشکی ئێکس 8.0 keV، شێوازی مژینی و مەیدانی فراوان، و یەکگرتنی وێنە1. 901 وێنە لە -90° بۆ 90° کۆکرانەوە بە ماوەی بەرکەوتن 50 چرکە. دووبارە بنیاتنانەوە بە بەکارهێنانی فلتەری پرۆژێکشنی پشتەوە ئەنجامدرا کە قەبارەی ڤۆکسێلەکەی 64 نانۆمەتر بوو. شیکاری بەشیکردنەوە و دابەشکردنی قەبارەی تەنۆلکەکان بە بەکارهێنانی کۆدی تایبەت نووسراو ئەنجامدرا.
تایبەتمەندی وردبینی ئەلیکترۆنی بریتییە لە جێگیرکردنی MEAی تاقیکردنەوەکە لە ڕزینی ئیپۆکسیدا وەک ئامادەکارییەک بۆ بەشکردنی زۆر تەنک بە چەقۆی ئەڵماس. بەشی بڕبڕەی هەر MEA بە ئەستووری 50 بۆ 75 نانۆمەتر بڕدرا. مایکرۆسکۆپی ئەلکترۆنی گواستنەوەی تالۆس F200X (Thermo Fisher Scientific) بۆ پێوانەکردنی وردبینی ئەلکترۆنی گواستنەوەی سکانکردن (STEM) و سپێکترۆسکۆپی تیشکی ئێکس و وزە-پەرشوبڵاو (EDS) بەکارهات. مایکرۆسکۆپەکە بە سیستەمی EDS Super-X تەیار کراوە لەگەڵ 4 دۆزەرەوەی SDD بێ پەنجەرە و بە خێرایی 200 کیلۆڤۆڵ کاردەکات.
شێوازەکانی پەرشوبڵاوی تیشکی ئێکس پاودەر (PXRD) لەسەر پەرشوبڵاوی تیشکی ئێکس پاودەری Bruker Advance D8 بەدەست هات لەگەڵ تیشکی Cu Kα بە Ni-فلتەرکراو کە لە 40 kV و 40 mA کاردەکات. مەودای سکانکردن لە 10° بۆ 60°، قەبارەی هەنگاوەکان 0.005°، و خێرایی وەرگرتنی زانیاری 1 چرکە بۆ هەر هەنگاوێک.
سپێکتریمی RAS لە لێواری کاتالیستەکەی Bi2O3 Bi L3 وەک کارکردی پۆتانسێل بە بەکارهێنانی خانەیەکی ماڵەوە پێوانە کرا. ڕەنگی ئایۆنۆمێری کاتالیتیک Bi2O3 بە بەکارهێنانی 26.1 میلیگرام Bi2O3 ئامادەکرا کە لەگەڵ 156.3 میکرۆلیتر گیراوەی ئایۆنۆمێر (6.68%) تێکەڵکرا و بە 1 M KOH، ئاو (157 میکرۆلیتر) و ئایزۆپرۆپیل ئەلکهول (104 میکرۆلیتر) بێلایەن کرا بۆ بەدەستهێنانی ڕەنگی ئایۆنۆمێر. ڕێژەی کاتالیست 0.4 یە. ڕەنگەکە بە پەڵەی چوارگۆشە (10×4 ملم) لەسەر پەڕەکانی گرافین دانرا تاوەکو بارگاویکردنی کاتالیستەکەی Bi2O3 گەیشتە 0.5 میلیگرام/سم2. باقی پەڕەی گرافینەکە بە کاپتۆن ڕووپۆش کراوە بۆ جیاکردنەوەی ئەم ناوچانە لە ئەلکترۆلایتەکە. پەڕەی گرافینی پۆشراو بە کاتالیست لە نێوان دوو PTFE دانرا و بە پیچ بە جەستەی خانەکە (PEEK) بەسترا، وێنەی S8. Hg/HgO (1 M NaOH) وەک ئەلکترۆدی ئاماژە کاری دەکرد، و کاغەزی کاربۆنی وەک ئەلکترۆدی بەرامبەر کاری دەکرد. ئەلکترۆدی ئاماژەی Hg/HgO بە بەکارهێنانی وایەرێکی پلاتینیۆم کە لە 0.1 M KOH تێرکراوی هایدرۆجیندا نوقم کرابوو بۆ گۆڕینی هەموو پۆتانسێلە پێوراوەکان بۆ پێوەرێکی ئەلکترۆدی هایدرۆجینی گەڕاوە (RHE) قەبارەکرا. سپێکتری XRD بە چاودێریکردنی پۆتانسێلی ئەلکترۆدی کارکردنی پەڕەی Bi2O3/گرافین بەدەست هێنرا کە لە 0.1 M KOH نوقم کراوە، گەرمکراوە بۆ 30 °C. ئەلکترۆلایتەکە لەناو پاتریەکەدا دەسوڕێتەوە، کە هاتنە ژوورەوەی ئەلکترۆلایت لە خوارەوەی خانەکە و دەرچەی دەرچوون لە سەرەوە بۆ دڵنیابوون لەوەی کە ئەلکترۆلایتەکە بەرکەوتەی چینە کاتالیستەکە دەبێت کاتێک بڵق دروست دەبێت. پۆتێنسیۆستاتێکی CH Instruments 760e بەکارهات بۆ کۆنترۆڵکردنی پۆتانسێلی ئەلکترۆدی کارکردن. زنجیرەی پۆتانسێلەکە پۆتانسێلی بازنەی کراوە بوو: -100، -200، -300، -400، -500، -800، -850، -900، -1000، -1100، -1500 و +700 mV بەپێی RHE. هەموو پۆتانسێلەکانی iR ڕێکخراون.
لێواری Bi L3 (~13424 eV بۆ کانزای Bi) سپێکترۆسکۆپی پێکهاتەی وردی مژینی تیشکی ئێکس (XAFS) لەسەر کەناڵی 10-ID، سەرچاوەی فۆتۆنی پێشکەوتوو (APS)، تاقیگەی نیشتمانی فلۆرۆسەنسی ئارگۆن ئەنجامدرا. تاقیگەی نیشتمانی پێوانەکردنی مۆدێل. مۆنۆکرۆماتۆرێکی دوو بلوری Si(111) کە بە نایترۆجینی شل ساردکرابووەوە بەکارهات بۆ کۆکردنەوەی وزەی تیشکی ئێکس، و ئاوێنەیەکی پۆشراو بە ڕۆدیۆم بەکارهات بۆ لاوازکردنی ناوەڕۆکی هارمۆنی. وزەی سکان لە 13200 بۆ 14400 eV گۆڕدرا، و فلۆرۆسەنس بە بەکارهێنانی ڕیزبەندی دایۆدی PIN 5 × 5 سیلیکۆن بەبێ فلتەر یان درزەکانی سۆلەر پێوانە کرا. وزەی سفری بڕینی وەرگیراوی دووەم لە 13271.90 eV لە ڕێگەی لێواری L2 ی فۆیلی Pt قەبارەکراوە. بەهۆی ئەستووری خانەی ئەلکترۆکیمیایی، نەتوانرا لە یەک کاتدا سپێکتریمی ستانداردی ئاماژە پێوانە بکرێت. بەم شێوەیە، گۆڕانی حیسابکراو لە سکان بۆ سکان لە وزەی تیشکی ئێکس ڕووداودا ±0.015 eV یە بە پشتبەستن بە پێوانە دووبارەبووەکان بە درێژایی تاقیکردنەوەکە. ئەستووری چینە Bi2O3 دەبێتە هۆی پلەیەکی دیاریکراو لە خۆمژینی فلۆرۆسەنس؛ ئەلکترۆدەکان ئاراستەیەکی جێگیر بە بەراورد بە تیشکی ڕووداو و دۆزەرەوە دەپارێزن، ئەمەش وا دەکات هەموو سکانەکان بە شێوەیەکی بنەڕەتی یەکسان بن. سپێکتریمی XAFS لە مەیدانی نزیک بەکارهێنرا بۆ دیاریکردنی دۆخی ئۆکساندن و فۆڕمی کیمیایی بیسمۆت بە بەراوردکردن لەگەڵ ناوچەی XANESی ستانداردەکانی Bi و Bi2O3 بە بەکارهێنانی ئەلگۆریتمەکەی جێگیرکردنی تێکەڵاوی هێڵی نەرمەکاڵای Athena (وەشان 0.9.26). بە کۆدی IFEFFIT 44.
ئەو زانیاریانەی کە پشتگیری لە ژمارەکانی ئەم بابەتە و دەرەنجامەکانی تری ئەم توێژینەوەیە دەکەن لە نووسەری پەیوەندیدارەوە لەسەر داواکارییەکی گونجاو دەستدەکەوێت.
کراندال بی ئێس، بریکس تی.، وێبەر ئاڕ ئێس و جیاو ئێف. هەڵسەنگاندنی تەکنۆ-ئابووری زنجیرەکانی دابینکردنی میدیای سەوز H2. سووتەمەنی وزە 37، 1441–1450 (2023).
یوناس م، ڕەزاکازمی م، عەرباب ئێم ئێس، شا ج و ڕەحمان ڤی. هەڵگرتن و گەیاندنی هایدرۆجینی سەوز: لابردنی هایدرۆجینی ترشی فۆرمیک بە بەکارهێنانی کاتالیزەری یەکسان و نایەکسان کە زۆر چالاکە. نێودەوڵەتی بوون. ج.گیدرۆگ. وزە 47، 11694–11724 (2022).
نی، ڕ. و هاوکارانی. پێشکەوتنی ئەم دواییە لە هایدرۆجینکردنی گواستنەوەی کاتالیزۆری ترشی فۆرمیک لەسەر کاتالیزەری کانزای گواستنەوەی نایەکسان. کەتەلۆگی AKS. 11، 1071–1095 (2021).
ڕەحیمی، ئە.، ئۆلبریچ، ئە.، کوهن، ج.ج.، و ستاڵ، ئێس ئێس دیپۆلیمرکردنی لیگنینی ئۆکسجینکراو بەهۆی ترشی فۆرمیکەوە بۆ پێکهاتە بۆنخۆشەکان. سروشت 515، 249–252 (2014).
شولەر ئی. و هاوکارانی. ترشی فۆرمیک وەکو مامناوەندێکی سەرەکی بۆ بەکارهێنانی CO 2 کاردەکات. سەوز. کیمیایی. 24، 8227–8258 (2022).
ژۆو، هـ. و هاوکارانی. بەشکردنی خێرای نا تێکدەر (≤15 خولەک)ی بایۆماس بە بەکارهێنانی ترشی فۆرمیک بۆ بەرزکردنەوەی گشتی کاربۆهیدرات و ناوەڕۆکی لیگنین. کیمیا و کیمیا 12، 1213–1221 (2019).
کالڤی، سی ئێچ و هاوکارانی. گەشەسەندنی بەرزبوونەوەی Cupriavidus necator H16 لەسەر فۆرمات بە بەکارهێنانی ئەندازیاری زانیاری پەرەسەندنی تاقیگەی گونجاو. میتابۆلیتەکان. ئەندازیار. 75، 78–90 (2023).
ئیشای، ئۆ. و لیندنەر، ئێس ئێن گۆنزالێز دی لا کروز، ج.، تێنێنبۆیم، هـ. و بار-ئیڤن، ئە. هەنووکە. بۆچوون. کیمیایی. بایۆلۆجی. 35، 1–9 (2016).