Nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးရလဒ်များအတွက် သင့် browser ၏ ဗားရှင်းအသစ်ကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ Compatibility Mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထိုအတောအတွင်း၊ ပံ့ပိုးမှုဆက်လက်ရရှိစေရန်အတွက် ကျွန်ုပ်တို့သည် ဆိုက်ကို styling သို့မဟုတ် JavaScript မပါဘဲ ပြသနေပါသည်။
ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် လျှပ်စစ်ဓာတုလျှော့ချခြင်းသည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အသုံးပြုမှုကို တိုးတက်စေရန် အလားအလာကောင်းသောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်သိုလှောင်မှုကြားခံအဖြစ် အသုံးချနိုင်သည့် အလားအလာရှိသည်။ ဤလုပ်ငန်းတွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မှ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို တိုက်ရိုက်လျှပ်စစ်ဓာတုပေါင်းစပ်မှုအတွက် သုညကွာဟချက်အမြှေးပါးလျှပ်ကူးပစ္စည်းစုစည်းမှုဗိသုကာကို တီထွင်ထားသည်။ အဓိကနည်းပညာတိုးတက်မှုတစ်ခုမှာ အပေါက်ဖောက်ထားသော ကာရှင်းလဲလှယ်အမြှေးပါးဖြစ်ပြီး၊ ရှေ့သို့ဘက်လိုက်သော နှစ်ပိုင်းအမြှေးပါးဖွဲ့စည်းပုံတွင်အသုံးပြုသောအခါ၊ အမြှေးပါးမျက်နှာပြင်တွင်ဖွဲ့စည်းထားသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို anodic flow field မှတစ်ဆင့် 0.25 M အထိနိမ့်သောအာရုံစူးစိုက်မှုဖြင့် ရွှေ့ပြောင်းနိုင်စေပါသည်။ anode နှင့် cathode အကြားတွင် အပို sandwich အစိတ်အပိုင်းများမပါဘဲ၊ သဘောတရားသည် လောင်စာဆဲလ်များနှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲခြင်းတွင် အသုံးများသော လက်ရှိဘက်ထရီပစ္စည်းများနှင့် ဒီဇိုင်းများကို အသုံးချရန် ရည်ရွယ်ပြီး scale-up နှင့် စီးပွားဖြစ်သို့ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာကူးပြောင်းနိုင်စေပါသည်။ 25 cm2 ဆဲလ်တွင်၊ အပေါက်ဖောက်ထားသော ကာရှင်းလဲလှယ်အမြှေးပါးဖွဲ့စည်းပုံသည် <2 V နှင့် 300 mA/cm2 တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်အတွက် >75% Faraday စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းသည်။ ပိုအရေးကြီးသည်မှာ၊ 200 mA/cm2 တွင် 55 နာရီကြာ တည်ငြိမ်မှုစမ်းသပ်မှုသည် တည်ငြိမ်သော Faraday စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ဆဲလ်ဗို့အားကို ပြသခဲ့သည်။ လက်ရှိဖော်မစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းများနှင့် ကုန်ကျစရိတ်တန်းတူညီမျှမှုရရှိရန်နည်းလမ်းများကို သရုပ်ပြရန် နည်းပညာ-စီးပွားရေး ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အသုံးပြုသည်။
ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် လျှော့ချခြင်းသည် ရိုးရာရုပ်ကြွင်းလောင်စာအခြေခံနည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို 75% အထိ လျှော့ချပေးသည်ကို ပြသထားသည်။ စာပေ2,3 တွင် ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းအတွက် ကုန်ကြမ်းအဖြစ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို သိုလှောင်ခြင်းနှင့် သယ်ယူပို့ဆောင်ခြင်း4,5 သို့မဟုတ် ဇီဝလောင်စာလုပ်ငန်း6 တွင် ထိရောက်ပြီး စီးပွားရေးအရ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးရှိသည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို ဇီဝဖြစ်စဉ်အင်ဂျင်နီယာကို အသုံးပြု၍ ရေရှည်တည်တံ့သော ဂျက်လောင်စာအလယ်အလတ်ပစ္စည်းများအဖြစ် နောက်ပိုင်းတွင် ပြောင်းလဲရန်အတွက် ကုန်ကြမ်းအဖြစ်ပင် ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်စီးပွားရေး1,9 ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ သုတေသနလုပ်ငန်းများစွာသည် ဓာတ်ကူပစ္စည်းရွေးချယ်မှု10,11,12,13,14,15,16 ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် အာရုံစိုက်ခဲ့ကြသည်။ သို့သော်၊ လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆနည်းသော (<50 mA/cm2) တွင် လည်ပတ်နေသော သေးငယ်သည့် H-ဆဲလ်များ သို့မဟုတ် အရည်စီးဆင်းမှုဆဲလ်များကို အာရုံစိုက်ရန် ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများစွာသည် ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နေဆဲဖြစ်သည်။ ကုန်ကျစရိတ်များ လျှော့ချရန်၊ စီးပွားဖြစ် ထုတ်လုပ်နိုင်ရန်နှင့် နောက်ဆက်တွဲ ဈေးကွက်ထိုးဖောက်မှု တိုးမြှင့်ရန်အတွက်၊ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် လျှော့ချခြင်း (CO2R) ကို မြင့်မားသော လျှပ်စီးကြောင်း သိပ်သည်းဆ (≥200 mA/cm2) နှင့် Faraday စွမ်းဆောင်ရည် (FE)17 တွင် လုပ်ဆောင်ရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ပစ္စည်းအသုံးပြုမှုကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် နည်းပညာ လောင်စာဆဲလ်များမှ ဘက်ထရီ အစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် CO2R စက်ပစ္စည်းများသည် စီးပွားရေးအရ အတိုင်းအတာ၏ အားသာချက်ကို ရယူနိုင်စေသည်18။ ထို့အပြင်၊ ထုတ်လုပ်မှု၏ အသုံးဝင်မှုကို တိုးမြှင့်ရန်နှင့် နောက်ထပ် downstream processing ကို ရှောင်ရှားရန်အတွက်၊ formate salts19 အစား formic acid ကို နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်အဖြစ် အသုံးပြုသင့်သည်။
ဤဦးတည်ချက်အနေဖြင့်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းနှင့်သက်ဆိုင်သော CO2R format/formic acid ကိုအခြေခံသည့် ဓာတ်ငွေ့ပျံ့နှံ့မှုလျှပ်ကူးပစ္စည်း (GDE) ကိရိယာများ တီထွင်ရန် မကြာသေးမီက ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Fernandez-Caso et al.20 မှ ပြည့်စုံသော ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်တွင် CO2 ကို formic acid/formate သို့ စဉ်ဆက်မပြတ်လျှော့ချရန်အတွက် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆဲလ်ဖွဲ့စည်းပုံအားလုံးကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် ရှိပြီးသား configuration အားလုံးကို အဓိကအမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- ၁။ Flow-through catholytes ၁၉, ၂၁, ၂၂, ၂၃, ၂၄, ၂၅, ၂၆, ၂၇၊ ၂။ Single membrane (cation exchange membrane (CEM)၂၈ သို့မဟုတ် anion exchange membrane (AEM)၂၉ နှင့် ၃။ Sandwich configuration ၁၅, ၃၀, ၃၁, ၃၂။ ဤ configuration များ၏ ရိုးရှင်းသော cross-section များကို ပုံ ၁က တွင်ပြထားသည်။ catholyte ၏ flow configuration အတွက်၊ GDE ၏ membrane နှင့် cathode အကြားတွင် electrolyte chamber တစ်ခုကို ဖန်တီးထားသည်။ Flow-through catholyte ကို catalyst ၏ cathode အလွှာတွင် ion channel များဖန်တီးရန်အသုံးပြုသည်၊ သို့သော် format selectivity ကိုထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်ချက်ကို အငြင်းပွားနေကြသည်၃၄။ သို့သော်၊ ဤ configuration ကို Chen et al မှအသုံးပြုခဲ့သည်။ ၁.၂၇ မီလီမီတာအထူ catholyte အလွှာပါသော carbon substrate ပေါ်တွင် SnO2 cathode ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် 500 mA/cm2 တွင် 90% FE 35 အထိရရှိခဲ့သည်။ အထူ catholyte အလွှာနှင့် a ပေါင်းစပ်မှုကို အိုင်းယွန်းလွှဲပြောင်းမှုကို ကန့်သတ်ထားသော reverse-biased bipolar membrane (BPM) သည် 6 V ၏ လည်ပတ်မှုဗို့အားနှင့် 15% ၏ စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။ စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် Li နှင့်အဖွဲ့သည် single CEM configuration ကိုအသုံးပြု၍ 51.7 mA/cm2 ၏ fractional current density တွင် 93.3% ၏ FE 29 ကို ရရှိခဲ့သည်။ Diaz-Sainz နှင့်အဖွဲ့သည် 45 mA/cm2 ၏ current density တွင် single CEM membrane ပါသည့် filter press ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ သို့သော် နည်းလမ်းအားလုံးသည် နှစ်သက်ရာထုတ်ကုန်ဖြစ်သော formic acid အစား format ကို ထုတ်လုပ်ကြသည်။ နောက်ထပ် လုပ်ဆောင်မှုလိုအပ်ချက်များအပြင် CEM configuration များတွင် KCOOH ကဲ့သို့သော format များသည် GDE နှင့် flow field တွင် လျင်မြန်စွာစုပုံလာနိုင်ပြီး သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကန့်သတ်ချက်များနှင့် နောက်ဆုံးတွင် ဆဲလ်များပျက်စီးခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။
အထင်ရှားဆုံး CO2R သို့ format/formic acid ပြောင်းလဲခြင်းကိရိယာ ပုံစံသုံးခုနှင့် ဤလေ့လာမှုတွင် အဆိုပြုထားသော ဗိသုကာပုံစံကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။ b catholyte ပုံစံများ၊ sandwich ပုံစံများ၊ စာပေများတွင် single CEM ပုံစံများ (Supplementary Table S1 တွင် ပြသထားသည်) နှင့် ကျွန်ုပ်တို့၏လုပ်ငန်းအတွက် စုစုပေါင်း လက်ရှိနှင့် format/formic acid အထွက်နှုန်းကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။ Open marks များသည် formate solution ထုတ်လုပ်မှုကို ညွှန်ပြပြီး solid marks များသည် formic acid ထုတ်လုပ်မှုကို ညွှန်ပြသည်။ *Anode တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို အသုံးပြု၍ ပြသထားသော ပုံစံ။ c forward bias mode တွင် လည်ပတ်နေသော perforated cation exchange layer ပါရှိသော composite bipolar membrane ကို အသုံးပြုသည့် Zero-gap MEA ပုံစံ။
ဖောမတ်ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ကာကွယ်ရန်အတွက် Proietto နှင့်အဖွဲ့သည် အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေသည် အလွှာကြားမှ စီးဆင်းသည့် splitless filter press configuration ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ စနစ်သည် 50–80 mA/cm2 ၏ လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆအပိုင်းအခြားတွင် >70% CE ကို ရရှိနိုင်သည်။ အလားတူပင်၊ Yang နှင့်အဖွဲ့သည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဖွဲ့စည်းမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် CEM နှင့် AEM အကြားရှိ အစိုင်အခဲ electrolyte interlayer ကို အသုံးပြုရန် အဆိုပြုခဲ့သည်။ Yang နှင့်အဖွဲ့သည် 200 mA/cm2 တွင် 5 cm2 ဆဲလ်တွင် 91.3% FE ကို ရရှိခဲ့ပြီး၊ 6.35 wt% ဖော်မစ်အက်ဆစ် ပျော်ရည်ကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ Xia နှင့်အဖွဲ့သည် အလားတူ configuration ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (CO2) ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ် FE အဖြစ် 83% ပြောင်းလဲခြင်းကို 200 mA/cm2 တွင် ရရှိခဲ့ပြီး၊ စနစ်၏ ကြာရှည်ခံမှုကို 100 နာရီ 30 မိနစ်ကြာ စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ အသေးစားရလဒ်များသည် အလားအလာကောင်းများရှိသော်လည်း၊ porous ion exchange resins များ၏ ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ရှုပ်ထွေးမှု မြင့်တက်လာခြင်းကြောင့် အလွှာအကြားဖွဲ့စည်းပုံများကို ပိုကြီးသောစနစ်များ (ဥပမာ 1000 cm2) သို့ တိုးချဲ့ရန် ခက်ခဲစေသည်။
ဒီဇိုင်းအမျိုးမျိုး၏ အသားတင်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို မြင်ယောင်ရန်အတွက်၊ အစောပိုင်းက ဖော်ပြခဲ့သော စနစ်အားလုံးအတွက် kWh လျှင် format/formic acid ထုတ်လုပ်မှုကို ဇယားကွက်ဖြင့် ရေးဆွဲပြီး ပုံ ၁ခ တွင် ပုံဖော်ထားသည်။ catholyte သို့မဟုတ် interlayer ပါရှိသော မည်သည့်စနစ်မဆို current densities နိမ့်သောအခါတွင် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို အမြင့်ဆုံးရောက်ရှိစေပြီး current densities မြင့်သောအခါတွင် ယိုယွင်းပျက်စီးသွားမည်ဖြစ်ပြီး ohmic limit သည် cell voltage ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ စွမ်းအင်ချွေတာသော CEM configuration သည် kWh လျှင် အမြင့်ဆုံး molar formic acid ထုတ်လုပ်မှုကို ပေးစွမ်းသော်လည်း၊ ဆားများစုပုံလာခြင်းသည် current densities မြင့်သောအခါတွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကို လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းပျက်စီးစေနိုင်သည်။
ယခင်ကဆွေးနွေးခဲ့သော ပျက်ကွက်မှုပုံစံများကို လျော့ပါးစေရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အပေါက်ဖောက်ထားသော cation exchange membrane (PCEM) ပါရှိသော composite forward biased BPM ပါရှိသော membrane electrode assembly (MEA) တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပါသည်။ ဗိသုကာပုံစံကို ပုံ ၁ဂ တွင်ပြထားသည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင် (H2) ကို anode ထဲသို့ထည့်သွင်းပြီး hydrogen oxidation reaction (HOR) မှတစ်ဆင့် ပရိုတွန်များကိုထုတ်လုပ်ရန် ပြုလုပ်သည်။ cathode တွင်ထုတ်လုပ်သော formate ions များသည် AEM မှတစ်ဆင့်ဖြတ်သန်းသွားစေရန်၊ ပရိုတွန်များနှင့်ပေါင်းစပ်ကာ CEM ၏ BPM interface နှင့် interstitial pores များတွင် formic acid ကိုဖွဲ့စည်းရန်၊ ထို့နောက် GDE anode နှင့် flow field မှတစ်ဆင့်ထွက်ခွာရန် PCEM အလွှာကို BPM စနစ်ထဲသို့ထည့်သွင်းသည်။ ဤ configuration ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ 25 cm2 cell area အတွက် <2 V နှင့် 300 mA/cm2 တွင် formic acid >75% FE ကိုရရှိခဲ့သည်။ အရေးကြီးဆုံးကတော့၊ ဒီဇိုင်းသည် fuel cell နှင့် water electrolysis plants များအတွက် စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော components များနှင့် hardware architectures များကိုအသုံးပြုထားပြီး scale လုပ်ရန်အချိန်ပိုမိုမြန်ဆန်စေသည်။ Catholyte configuration များတွင် catholyte flow chambers များပါရှိပြီး အထူးသဖြင့် cell configuration ကြီးများတွင် ဓာတ်ငွေ့နှင့်အရည်အဆင့်များအကြား ဖိအားမညီမျှမှုကိုဖြစ်စေနိုင်သည်။ အရည်စီးဆင်းမှု၏ အပေါက်များသော အလွှာများပါရှိသော ဆန်းဒဝစ်ချ်ဖွဲ့စည်းပုံများအတွက်၊ အလယ်အလတ်အလွှာအတွင်း ဖိအားကျဆင်းမှုနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်စုပုံမှုကို လျှော့ချရန်အတွက် အပေါက်များသော အလယ်အလတ်အလွှာကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် သိသာထင်ရှားသော ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများ လိုအပ်ပါသည်။ ဤနှစ်ခုစလုံးသည် ဆဲလ်ဆက်သွယ်ရေးများကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ကြီးမားသော စကေးဖြင့် လွတ်လပ်စွာရပ်တည်နေသော ပါးလွှာသော အပေါက်များသော အလွှာများကို ထုတ်လုပ်ရန်လည်း ခက်ခဲပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်၊ အဆိုပြုထားသော ဖွဲ့စည်းမှုအသစ်သည် စီးဆင်းမှုအခန်း သို့မဟုတ် အလယ်အလတ်အလွှာမပါရှိသော သုညကွာဟ MEA ဖွဲ့စည်းမှုဖြစ်သည်။ အခြားရှိပြီးသား လျှပ်စစ်ဓာတုဆဲလ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ အဆိုပြုထားသော ဖွဲ့စည်းမှုသည် ချဲ့ထွင်နိုင်သော၊ စွမ်းအင်ချွေတာသော၊ သုညကွာဟမှု ဖွဲ့စည်းမှုတွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို တိုက်ရိုက်ပေါင်းစပ်နိုင်စေသောကြောင့် ထူးခြားပါသည်။
ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို နှိမ်နင်းရန်အတွက်၊ ကြီးမားသော CO2 လျှော့ချရေးကြိုးပမ်းမှုများသည် MEA နှင့် AEM အမြှေးပါးဖွဲ့စည်းပုံများကို မိုလာပါဝင်မှုမြင့်မားသော အီလက်ထရိုလိုက်များ (ဥပမာ၊ 1-10 M KOH) နှင့်ပေါင်းစပ်၍ cathode တွင် အယ်ကာလိုင်းအခြေအနေများ ဖန်တီးရန် အသုံးပြုခဲ့သည် (ပုံ 2a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း)။ ဤဖွဲ့စည်းပုံများတွင် cathode တွင်ဖွဲ့စည်းထားသော format အိုင်းယွန်းများသည် အမြှေးပါးကို အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော species အဖြစ်ဖြတ်သန်းပြီးနောက် KCOOH ကို ဖွဲ့စည်းပြီး anodic KOH စီးကြောင်းမှတစ်ဆင့် စနစ်မှ ထွက်ခွာသွားသည်။ ပုံ 2b တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း formate FE နှင့် ဆဲလ်ဗို့အားသည် အစပိုင်းတွင် အပြုသဘောဆောင်သော်လည်း၊ တည်ငြိမ်မှုစမ်းသပ်မှုသည် 10 နာရီအတွင်း FE 30% ခန့် လျော့ကျစေခဲ့သည် (ပုံ S1a–c)။ alkaline oxygen evolution reaction (OER) စနစ်များတွင် anodic overvoltage ကို လျှော့ချရန်နှင့် cathode catalyst bed33 အတွင်း အိုင်းယွန်းဝင်ရောက်နိုင်မှုရရှိရန် 1 M KOH anolyte ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် အရေးကြီးကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ anolyte ပါဝင်မှုကို 0.1 M KOH အထိ လျှော့ချလိုက်သောအခါ၊ ဆဲလ်ဗို့အားနှင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်း (ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဆုံးရှုံးမှု) နှစ်ခုစလုံး တိုးလာသည် (ပုံ S1d)၊ ၎င်းသည် သုညပေါင်းအပေးအယူကို သရုပ်ဖော်သည်။ ဖော်မတ်ဓာတ်တိုးခြင်းအဆင့်ကို ಒಟ್ಟಾರೆဒြပ်ထုချိန်ခွင်လျှာကို အသုံးပြု၍ အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် "နည်းလမ်းများ" အပိုင်းကိုကြည့်ပါ။ MEA နှင့် single CEM membrane configurations များကို အသုံးပြု၍ စွမ်းဆောင်ရည်ကိုလည်း လေ့လာခဲ့ပြီး ရလဒ်များကို ပုံ S1f,g တွင် ပြသထားသည်။ cathode မှရရှိသော FE format သည် စမ်းသပ်မှုအစတွင် 200 mA/cm2 တွင် >60% ရှိခဲ့သော်လည်း ယခင်က ဆွေးနွေးခဲ့သော cathode ဆားစုပုံမှုကြောင့် နှစ်နာရီအတွင်း လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းပျက်စီးသွားသည် (ပုံ S11)။
cathode မှာ CO2R၊ anode မှာ hydrogen oxidation reaction (HOR) သို့မဟုတ် OER နဲ့ ကြားမှာ AEM membrane တစ်ခုရှိတဲ့ zero-gap MEA ရဲ့ ပုံကြမ်း။ b anode မှာ 1 M KOH နဲ့ OER စီးဆင်းနေတဲ့ ဒီ configuration အတွက် FE နဲ့ cell voltage။ error bar တွေက တိုင်းတာမှုသုံးခုရဲ့ standard deviation ကိုကိုယ်စားပြုတယ်။ anode မှာ H2 နဲ့ HOR ရှိတဲ့ FE နဲ့ system cell voltage မှာ။ format နဲ့ formic acid ထုတ်လုပ်မှုကိုခွဲခြားဖို့ အရောင်အမျိုးမျိုးကိုသုံးတယ်။ d အလယ်မှာ BPM ရှေ့ကိုရွေ့ထားတဲ့ MEA ရဲ့ ပုံကြမ်း။ ဒီ configuration ကိုအသုံးပြုပြီး 200 mA/cm2 မှာ FE နဲ့ battery voltage နဲ့ အချိန်ကိုနှိုင်းယှဉ်ပြထားတယ်။ f တိုတောင်းတဲ့စမ်းသပ်မှုအပြီးမှာ forward-biased BPM MEA ရဲ့ cross-sectional image။
ဖော်မစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို anode ရှိ Pt-on-carbon (Pt/C) catalyst သို့ ပေးပို့သည်။ ပုံ ၂d တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း anode ရှိ forward-biased BPM ထုတ်လုပ်သည့်ပရိုတွန်များကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်ရန် ယခင်က စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ BPM tuning unit သည် 200 mA/cm2 လျှပ်စီးကြောင်းတွင် မိနစ် ၄၀ လည်ပတ်ပြီးနောက် ပျက်စီးသွားပြီး 5 V ထက်ပိုသော voltage surge နှင့်အတူ (ပုံ ၂e) ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ စမ်းသပ်ပြီးနောက် CEM/AEM interface တွင် ထင်ရှားသော delamination ကို တွေ့ရှိရသည်။ format အပြင် carbonate၊ bicarbonate နှင့် hydroxide ကဲ့သို့သော anions များသည်လည်း AEM membrane ကိုဖြတ်၍ CEM/AEM interface ရှိ protons များနှင့် ဓာတ်ပြုကာ CO2 ဓာတ်ငွေ့နှင့် အရည်ရေကို ထုတ်လုပ်ပြီး BPM delamination (ပုံ ၂f) နှင့် နောက်ဆုံးတွင် ဆဲလ်ပျက်စီးခြင်းသို့ ဦးတည်စေသည်။
အထက်ဖော်ပြပါ ဖွဲ့စည်းပုံ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပျက်ကွက်မှု ယန္တရားများအပေါ် အခြေခံ၍ ပုံ ၁ဂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း MEA ဗိသုကာပုံစံအသစ်ကို အဆိုပြုထားပြီး ပုံ ၃က၃၈ တွင် အသေးစိတ်ဖော်ပြထားသည်။ ဤနေရာတွင် PCEM အလွှာသည် CEM/AEM မျက်နှာပြင်မှ ဖော်မစ်အက်ဆစ်နှင့် အန်အိုင်းယွန်းများ ရွှေ့ပြောင်းရန် လမ်းကြောင်းတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးသောကြောင့် ဒြပ်စင်များ စုပုံလာခြင်းကို လျှော့ချပေးသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ PCEM အကြားလမ်းကြောင်းသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို ပျံ့နှံ့မှုအလယ်အလတ်နှင့် စီးဆင်းမှုကွင်းပြင်သို့ ညွှန်ကြားပေးပြီး ဖော်မစ်အက်ဆစ် အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်နိုင်ခြေကို လျှော့ချပေးသည်။ ၈၀၊ ၄၀ နှင့် ၂၅ မီလီမီတာ အထူရှိသော AEM များကို အသုံးပြုသည့် ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်းရလဒ်များကို ပုံ ၃ခ တွင် ပြသထားသည်။ မျှော်လင့်ထားသည့်အတိုင်း၊ AEM အထူတိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဆဲလ်ဗို့အား တိုးလာသော်လည်း၊ ပိုထူသော AEM ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ နောက်ပြန်ပျံ့နှံ့မှုကို ကာကွယ်ပေးပြီး ထို့ကြောင့် ကက်သုတ် pH ကို မြင့်တက်စေပြီး H2 ထုတ်လုပ်မှုကို လျော့ကျစေသည် (ပုံ ၃ဂ-င)။
a) AEM နှင့် အပေါက်ဖောက်ထားသော CEM နှင့် မတူညီသော ဖော်မစ်အက်ဆစ် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးလမ်းကြောင်းများပါရှိသော MEA ဖွဲ့စည်းပုံ၏ သရုပ်ဖော်ပုံ။ b) မတူညီသော လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆများနှင့် မတူညီသော AEM အထူများတွင် ဆဲလ်ဗို့အား။ EE တွင် 80 μm အထူရှိသော မတူညီသော လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆများတွင် (d) 40 μm၊ e) 25 μm။ အမှားဘားများသည် သီးခြားနမူနာသုံးခုမှ တိုင်းတာထားသော စံသွေဖည်မှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ f) မတူညီသော AEM အထူများတွင် CEM/AEM အင်တာဖေ့စ်တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ပါဝင်မှုနှင့် pH တန်ဖိုး၏ သရုပ်ဖော်ရလဒ်များ။ f) မတူညီသော AEM ဖလင်အထူများဖြင့် ဓာတ်ကူပစ္စည်း၏ ကက်သုတ်အလွှာရှိ PC နှင့် pH။ g) CEM/AEM အင်တာဖေ့စ်နှင့် အပေါက်ဖောက်ထားသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်ပါဝင်မှု၏ နှစ်ဘက်မြင်ဖြန့်ဖြူးမှု။
ပုံ S2 သည် Poisson-Nernst-Planck finite element modeling ကို အသုံးပြု၍ MEA အထူတစ်လျှောက် formic acid ပါဝင်မှုနှင့် pH ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသထားသည်။ formic acid သည် ဤ interface တွင် ဖွဲ့စည်းထားသောကြောင့် formic acid ၏ အမြင့်ဆုံးပါဝင်မှု 0.23 mol/L ကို CEM/AEM interface တွင် တွေ့ရှိရခြင်းမှာ အံ့သြစရာမဟုတ်ပါ။ AEM ၏ အထူတိုးလာသည်နှင့်အမျှ AEM မှတစ်ဆင့် formic acid ပါဝင်မှုသည် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ လျော့ကျသွားပြီး mass transfer ကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိပြီး back diffusion ကြောင့် formic acid flux နည်းပါးကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ပုံ 3 f နှင့် g တို့သည် back diffusion နှင့် formic acid ပါဝင်မှု၏ နှစ်ဘက်မြင်ဖြန့်ဖြူးမှုကြောင့် cathode catalyst bed ရှိ pH နှင့် formic acid တန်ဖိုးများကို အသီးသီးပြသထားသည်။ AEM membrane ပိုပါးလေ cathode အနီးတွင် formic acid ပါဝင်မှု မြင့်မားလေဖြစ်ပြီး cathode ၏ pH သည် အက်ဆစ်ဓာတ်ဖြစ်လာသည်။ ထို့ကြောင့် AEM membranes ပိုထူလေ ohmic losses များလေဖြစ်သော်လည်း cathode သို့ formic acid နောက်ပြန်ပျံ့နှံ့မှုကို ကာကွယ်ရန်နှင့် FE formic acid system ၏ မြင့်မားသော သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေရန် အရေးကြီးပါသည်။ နောက်ဆုံးအနေနဲ့ AEM အထူကို 80 μm အထိ တိုးမြှင့်လိုက်ခြင်းအားဖြင့် <2 V တွင် formic acid အတွက် FE >75% နှင့် 25 cm2 ဆဲလ်ဧရိယာအတွက် 300 mA/cm2 တို့ကို ရရှိစေပါသည်။
ဤ PECM-အခြေခံ ဗိသုကာ၏ တည်ငြိမ်မှုကို စမ်းသပ်ရန်အတွက် ဘက်ထရီလျှပ်စီးကြောင်းကို 200 mA/cm2 တွင် ၅၅ နာရီကြာ ထိန်းသိမ်းထားခဲ့သည်။ အလုံးစုံရလဒ်များကို ပုံ ၄ တွင် ပြသထားပြီး ပထမ ၃ နာရီမှ ရလဒ်များကို ပုံ S3 တွင် မီးမောင်းထိုးပြထားသည်။ Pt/C anodic catalyst ကိုအသုံးပြုသောအခါ၊ ဆဲလ်ဗို့အားသည် ပထမ ၃၀ မိနစ်အတွင်း သိသိသာသာမြင့်တက်လာသည် (ပုံ S3a)။ အချိန်ပိုကြာလာသည်နှင့်အမျှ၊ ဆဲလ်ဗို့အားသည် တည်ငြိမ်နီးပါးရှိနေပြီး 0.6 mV/h ၏ ပျက်စီးမှုနှုန်းကို ပေးစွမ်းသည် (ပုံ ၄a)။ စမ်းသပ်မှုအစတွင်၊ anode တွင်စုဆောင်းသော formic acid ၏ PV သည် 76.5% ရှိပြီး cathode တွင်စုဆောင်းသော hydrogen ၏ PV သည် 19.2% ရှိသည်။ စမ်းသပ်မှု၏ ပထမတစ်နာရီအပြီးတွင်၊ hydrogen FE သည် 13.8% သို့ကျဆင်းသွားပြီး formate selectivity တိုးတက်လာကြောင်း ညွှန်ပြနေသည်။ သို့သော်၊ စနစ်တွင် formic acid ၏ oxidation rate သည် ၁ နာရီအတွင်း 62.7% သို့ကျဆင်းသွားပြီး anodic formic acid ၏ oxidation rate သည် စမ်းသပ်မှုအစတွင် သုညနီးပါးမှ 17.0% အထိ မြင့်တက်လာခဲ့သည်။ ထို့နောက်တွင်၊ H2၊ CO၊ ဖော်မစ်အက်ဆစ်နှင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ အန်နိုဒစ်ဓာတ်တိုးနှုန်းတို့သည် စမ်းသပ်မှုကာလအတွင်း တည်ငြိမ်နေခဲ့သည်။ ပထမနာရီအတွင်း ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးမှုတိုးလာခြင်းသည် PCEM/AEM မျက်နှာပြင်တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်စုပုံလာခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ပါဝင်မှုတိုးလာသည်နှင့်အမျှ ၎င်းသည် အမြှေးပါး၏ အပေါက်ဖောက်ခြင်းမှတစ်ဆင့် ထွက်ခွာသွားရုံသာမက FEM မှတစ်ဆင့် ပျံ့နှံ့သွားပြီး Pt/C အန်နိုဒ်အလွှာထဲသို့ ဝင်ရောက်သွားသည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် 60°C တွင် အရည်ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်း၏စုပုံလာမှုသည် ဒြပ်ထုလွှဲပြောင်းမှုပြဿနာများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထက် ဦးစားပေးဓာတ်တိုးခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။
a. ဆဲလ်ဗို့အားနှင့် အချိန် (200 mA/cm2၊ 60 °C)။ အတွင်းပုံတွင် အပေါက်ဖောက်ထားသော EM ပါရှိသော MEA ၏ ဖြတ်ပိုင်းပုံ၏ optical microscope ပုံကို ပြသထားသည်။ Scale bar: 300 µm။ b. Pt/C anode ကို အသုံးပြု၍ 200 mA/cm2 တွင် အချိန်၏ function အဖြစ် PE နှင့် formic acid ၏ သန့်စင်မှု။
ပြင်ဆင်မှုကာလအတွင်းနှင့် စမ်းသပ်မှုပြီးဆုံးချိန် (EOT) တွင် ၅၅ နာရီကြာ တည်ငြိမ်မှုစမ်းသပ်မှုအပြီးတွင် နမူနာများ၏ morphology ကို nano-X-ray computed tomography (nano-CT) ကို အသုံးပြု၍ ပုံ ၅ (က) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ EOT နမူနာတွင် BOT အတွက် 930 nm နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက 1207 nm အချင်းရှိသော catalyst အမှုန်အရွယ်အစား ပိုကြီးသည်။ High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) ပုံများနှင့် energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) ရလဒ်များကို ပုံ ၅ (ခ) တွင် ပြသထားသည်။ BOT catalyst အလွှာတွင် catalyst အမှုန်ငယ်အများစုနှင့် agglomerates ကြီးများပါဝင်သော်လည်း၊ EOT အဆင့်တွင် catalyst အလွှာကို သီးခြားဒေသနှစ်ခုအဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်- တစ်ခုမှာ သိသိသာသာ ပိုကြီးသော အစိုင်အခဲအမှုန်များနှင့် နောက်တစ်ခုမှာ porous ဒေသများ ပိုမိုပါဝင်သည်။ အမှုန်ငယ်များ အရေအတွက်။ EDS ပုံရိပ်က ကြီးမားသော အစိုင်အခဲအမှုန်များသည် Bi ကြွယ်ဝပြီး သတ္တု Bi ဖြစ်နိုင်ပြီး porous ဒေသများတွင် အောက်ဆီဂျင်ကြွယ်ဝကြောင်း ပြသသည်။ ဆဲလ်ကို 200 mA/cm2 တွင် လည်ပတ်သောအခါ၊ အောက်တွင်ဆွေးနွေးထားသော in situ X-ray absorption spectroscopy ရလဒ်များက သက်သေပြထားသည့်အတိုင်း cathode ၏ negative potential သည် Bi2O3 ကို လျော့ချစေပါသည်။ HAADF-STEM နှင့် EDS mapping ရလဒ်များက Bi2O3 သည် reduction လုပ်ငန်းစဉ်ကို ဖြတ်သန်းပြီး အောက်ဆီဂျင်ဆုံးရှုံးကာ ပိုကြီးသော သတ္တုအမှုန်များအဖြစ် စုပုံသွားကြောင်း ပြသသည်။ BOT နှင့် EOT cathode များ၏ X-ray diffraction ပုံစံများက EDS အချက်အလက်၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်ကို အတည်ပြုသည် (ပုံ 5c): BOT cathode တွင် crystalline Bi2O3 ကိုသာ တွေ့ရှိရပြီး EOT cathode တွင် crystalline bimetal ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ Bi2O3 cathode catalyst ၏ oxidation အခြေအနေအပေါ် cathode potential ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို နားလည်ရန်အတွက် အပူချိန်ကို open circuit potential (+0.3 V vs RHE) မှ -1.5 V (vs RHE) အထိ ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ Bi2O3 အဆင့်သည် RHE နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက -0.85 V တွင် လျော့ကျလာကြောင်း တွေ့ရှိရပြီး၊ ရောင်စဉ်၏ အစွန်းဒေသရှိ အဖြူရောင်မျဉ်း၏ ပြင်းထန်မှု လျော့ကျသွားခြင်းက RHE နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက -1.1 V တွင် သတ္တု Bi သည် RHE ၏ 90% အထိ လျော့ကျသွားကြောင်း ညွှန်ပြသည် (ပုံ 5d)။ ယန္တရား မည်သို့ပင်ရှိစေကာမူ၊ cathode morphology၊ catalyst oxidation state နှင့် microcrystalline structure တို့တွင် သိသာထင်ရှားသော ပြောင်းလဲမှုများရှိနေသော်လည်း H2 နှင့် CO FE နှင့် formic acid ဖွဲ့စည်းမှုမှ ကောက်ချက်ချထားသည့်အတိုင်း အခြေခံအားဖြင့် မပြောင်းလဲပါ။
a။ nano-X-ray CT ကို အသုံးပြု၍ ရရှိသော ဓာတ်ကူပစ္စည်းအမှုန်များ၏ ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအလွှာ၏ သုံးဖက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံ။ စကေးဘား: 10 µm။ b အပေါ်ဆုံး ၂: BOT နှင့် EOT ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၏ ကက်သုတ်အလွှာများ၏ HAADF-STEM ပုံများ။ စကေးဘား: 1 µm။ အောက်ဆုံး ၂: EOT ဓာတ်ကူပစ္စည်း၏ ကက်သုတ်အလွှာ၏ ချဲ့ထားသော HADF-STEM နှင့် EDX ပုံများ။ စကေးဘား: 100 nm။ c BOT နှင့် EOT ကက်သုတ်နမူနာများ၏ X-ray diffraction ပုံစံများ။ d။ အလားအလာ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် 0.1 M KOH ရှိ Bi2O3 အီလက်ထရုဒ်၏ In situ X-ray absorption spectra (0.8 V မှ -1.5 V vs. RHE)။
ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်းကို ဟန့်တားခြင်းဖြင့် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုတိုးတက်စေရန်အတွက် မည်သည့်အခွင့်အလမ်းများရှိသည်ကို အတိအကျဆုံးဖြတ်ရန်အတွက် ဗို့အားဆုံးရှုံးမှု၏ ပံ့ပိုးကူညီမှုကို ဖော်ထုတ်ရန် H2 ရည်ညွှန်းအီလက်ထရုတ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်39။ လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆ 500 mA/cm2 ထက်နည်းသောအခါ၊ ကက်သုတ်ဩဇာအလားအလာသည် -1.25 V အောက်တွင်ရှိနေပါသည်။ အန်နိုဒစ်အလားအလာကို အဓိကအပိုင်းနှစ်ပိုင်းခွဲခြားထားသည်- လဲလှယ်လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆ HOR နှင့် ယခင်ကတိုင်းတာခဲ့သော Bulter-Volmer ညီမျှခြင်းဖြင့် ခန့်မှန်းထားသော သီအိုရီဆိုင်ရာ overvoltage HOR 40 ဖြစ်ပြီး ကျန်အပိုင်းမှာ အောက်ဆီဒေးရှင်းဖော်မစ်အက်ဆစ်ကြောင့်ဖြစ်သည်။ HOR41 နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက ဓာတ်ပြုမှု kinetics နှေးကွေးသောကြောင့် အန်နိုဒ်တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်းတုံ့ပြန်မှုနှုန်းနည်းပါးခြင်းသည် အန်နိုဒစ်အလားအလာကို သိသိသာသာတိုးလာစေနိုင်သည်။ ရလဒ်များအရ ဖော်မစ်အက်ဆစ် အန်နိုဒစ်ဓာတ်တိုးခြင်းကို လုံးဝဟန့်တားခြင်းသည် 500 mV overvoltage ကို ဖယ်ရှားနိုင်ကြောင်း ပြသသည်။
ဤခန့်မှန်းချက်ကိုစမ်းသပ်ရန်အတွက်၊ anode inlet ရှိ deionized ရေ (DI) ၏စီးဆင်းမှုနှုန်းကို effluent formic acid ၏ပါဝင်မှုကိုလျှော့ချရန် ပြောင်းလဲခဲ့သည်။ ပုံ ၆ခ နှင့် ဂ တွင် FE၊ formic acid ပါဝင်မှုနှင့် ဆဲလ်ဗို့အားတို့ကို 200 mA/cm2 ရှိ anode ရှိ DI flux ၏ function အဖြစ်ပြသထားသည်။ deionized ရေစီးဆင်းမှုနှုန်း 3.3 mL/min မှ 25 mL/min အထိတိုးလာသည်နှင့်အမျှ anode ရှိ formic acid ပါဝင်မှုသည် 0.27 mol/L မှ 0.08 mol/L အထိလျော့ကျသွားသည်။ နှိုင်းယှဉ်ကြည့်လျှင်၊ Xia et al. 30 မှအဆိုပြုထားသော sandwich structure ကို အသုံးပြု၍ 200 mA/cm2 တွင် 1.8 mol/L ၏ formic acid ပါဝင်မှုကိုရရှိခဲ့သည်။ ပါဝင်မှုကိုလျှော့ချခြင်းသည် formic acid ၏ overall FE ကိုတိုးတက်စေပြီး formic acid ၏ back diffusion လျော့နည်းသွားခြင်းကြောင့် cathode pH သည် alkaline ပိုမိုဖြစ်လာသည်နှင့်အမျှ H2 ၏ FE ကိုလျော့ကျစေသည်။ အမြင့်ဆုံး DI စီးဆင်းမှုတွင် လျော့နည်းသွားသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်ပါဝင်မှုသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးမှုကိုလည်း လုံးဝနီးပါး ဖယ်ရှားပစ်ခဲ့ပြီး 200 mA/cm2 တွင် စုစုပေါင်းဆဲလ်ဗို့အား 1.7 V အောက်တွင်သာ ရှိနေသည်။ ဘက်ထရီအပူချိန်သည် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကိုလည်း သက်ရောက်မှုရှိပြီး ရလဒ်များကို ပုံ S10 တွင် ပြသထားသည်။ သို့သော် PCEM-အခြေခံဗို့အားများသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်အပေါ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ရွေးချယ်မှုတိုးတက်ကောင်းမွန်သော anodic catalyst များကိုအသုံးပြုခြင်း သို့မဟုတ် စက်ပစ္စည်းလည်ပတ်မှုမှတစ်ဆင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်းကို ဟန့်တားရာတွင် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို သိသိသာသာတိုးတက်စေနိုင်သည်။
a။ 60 °C၊ Pt/C anode နှင့် 80 µm AEM တွင်လည်ပတ်နေသော ဆဲလ်ရည်ညွှန်း H2 electrode ကို အသုံးပြု၍ ဆဲလ်ဗို့အားပြိုကွဲခြင်း။ b။ anode deionized ရေ၏ မတူညီသောစီးဆင်းမှုနှုန်းကို အသုံးပြု၍ 200 mA/cm2 တွင် FE နှင့် formic acid ပါဝင်မှုများ စုဆောင်းခြင်း။ c။ anode သည် မတူညီသောအာရုံစူးစိုက်မှုဖြင့် formic acid ကို စုဆောင်းသောအခါ၊ ဆဲလ်ဗို့အားသည် 200 mA/cm2 ဖြစ်သည်။ အမှားဘားများသည် မတူညီသောတိုင်းတာမှုသုံးခု၏ စံသွေဖည်မှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ d။ အမျိုးသားစက်မှုလုပ်ငန်းပျမ်းမျှလျှပ်စစ်ဈေးနှုန်း US$0.068/kWh နှင့် US$4.5/kg ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို အသုံးပြု၍ မတူညီသော deionized ရေစီးဆင်းမှုနှုန်းထားများတွင် စွမ်းဆောင်ရည်အလိုက် ပိုင်းခြားထားသော အနည်းဆုံးရောင်းချမှုစျေးနှုန်း။ (*: အန်နုတ်တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ အနည်းဆုံး အောက်ဆီဒေးရှင်းအခြေအနေကို 10 M FA ဟု ယူဆပြီး၊ အမျိုးသားပျမ်းမျှ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး လျှပ်စစ်ဓာတ်အားခမှာ $0.068/kWh ဖြစ်ပြီး၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်မှာ $4.5/kg ဖြစ်သည်။ **: အနည်းဆုံး အောက်ဆီဒေးရှင်းအခြေအနေကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဟု ယူဆပါသည်။ အန်နုတ်တွင် FA ပါဝင်မှုမှာ 1.3 M အန်နုတ်ဖြစ်ပြီး၊ အနာဂတ်လျှပ်စစ်ဓာတ်အားခမှာ $0.03/kWh ဖြစ်ပြီး၊ အစက်ချမျဉ်းကြောင်းသည် 85 wt% FA ၏ ဈေးကွက်ဈေးနှုန်းကို ကိုယ်စားပြုသည်။)
ပုံ ၅ဃ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း လည်ပတ်မှုအခြေအနေအမျိုးမျိုးအောက်တွင် လောင်စာစုစည်းမှုများ၏ အနိမ့်ဆုံးရောင်းချမှုဈေးနှုန်းရရှိရန် နည်းပညာ-စီးပွားရေး ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု (TEA) ကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ TEA အတွက် နည်းလမ်းများနှင့် နောက်ခံအချက်အလက်များကို SI တွင် ရှာဖွေနိုင်သည်။ ဆဲလ်ဗို့အားမြင့်မားသော်လည်း အန်နုတ်ထုတ်လွှတ်မှုတွင် LC ပါဝင်မှုမြင့်မားသောအခါ၊ ခွဲထုတ်မှုကုန်ကျစရိတ်လျော့ကျခြင်းကြောင့် လောင်စာစုစည်းမှု၏ ಒಟ್ಟಾರೆကုန်ကျစရိတ်လျော့ကျသွားသည်။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု သို့မဟုတ် အီလက်ထရုတ်နည်းပညာမှတစ်ဆင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ အန်နုတ်ဓာတ်တိုးခြင်းကို လျှော့ချနိုင်ပါက၊ ဆဲလ်ဗို့အားနိမ့် (1.66 V) နှင့် ရေဆိုးတွင် FA ပါဝင်မှုမြင့်မားခြင်း (10 M) ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ FA ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို အမေရိကန်ဒေါ်လာ 0.74/ကီလိုဂရမ် (လျှပ်စစ်ဓာတ်အားအပေါ်အခြေခံ၍) သို့ လျှော့ချပေးလိမ့်မည်။ $0.068/kWh နှင့် $4.5/ကီလိုဂရမ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်42။ ထို့အပြင်၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အား $0.03/kWh နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင် $2.3/ကီလိုဂရမ်၏ ခန့်မှန်းအနာဂတ်ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ၊ FA ရေဆိုးပစ်မှတ်ကို 1.3 သန်းအထိ လျှော့ချပေးပြီး၊ နောက်ဆုံးခန့်မှန်းထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်မှာ အမေရိကန်ဒေါ်လာ 0.66/ကီလိုဂရမ်43 ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် လက်ရှိဈေးကွက်ဈေးနှုန်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများနှင့် တည်ဆောက်ပုံများအပေါ် အာရုံစိုက်သည့် အနာဂတ်ကြိုးပမ်းမှုများသည် anodization ကို ပိုမိုလျှော့ချနိုင်စေပြီး ဆဲလ်ဗို့အားနိမ့်သောအခါတွင် လည်ပတ်မှုကို LC ပါဝင်မှုမြင့်မားစွာ ထုတ်လုပ်နိုင်စေပါသည်။
အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် CO2 လျှော့ချရန်အတွက် zero-gap MEA ဖွဲ့စည်းပုံများစွာကို လေ့လာခဲ့ပြီး ရလဒ်ဖော်မစ်အက်ဆစ်အတွက် membrane mass transfer interface ကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန်အတွက် perforated cation exchange membrane (PECM) ပါဝင်သော composite forward-biased bipolar membrane ပါဝင်သော ဖွဲ့စည်းပုံတစ်ခုကို အဆိုပြုခဲ့ပါသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် 0.25 M အထိ ပြင်းအားများတွင် >96% formic acid ကို ထုတ်ပေးသည် (3.3 mL/min ၏ anode DI စီးဆင်းမှုနှုန်းတွင်)။ DI စီးဆင်းမှုနှုန်းမြင့်မားသောအခါ (25 mL/min)၊ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် 25 cm2 ဆဲလ်ဧရိယာကို အသုံးပြု၍ 1.7 V တွင် 200 mA/cm2 ၏ လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆ >80% FE ကို ပေးစွမ်းခဲ့သည်။ အလယ်အလတ် anodic DI နှုန်းထားများတွင် (10 mL/min)၊ PECM ဖွဲ့စည်းပုံသည် 200 mA/cm2 တွင် စမ်းသပ်မှု 55 နာရီကြာ တည်ငြိမ်သောဗို့အားနှင့် မြင့်မားသော formic acid FE အဆင့်များကို ထိန်းသိမ်းထားခဲ့သည်။ စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော catalysts များနှင့် polymeric membrane ပစ္စည်းများမှ ရရှိသော မြင့်မားသောတည်ငြိမ်မှုနှင့် ရွေးချယ်မှုစွမ်းရည်ကို ၎င်းတို့ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားသော electrocatalysts များနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ပိုမိုမြှင့်တင်နိုင်သည်။ နောက်ဆက်တွဲလုပ်ငန်းများသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်းကို လျှော့ချရန်အတွက် လည်ပတ်မှုအခြေအနေများ၊ အန်နုတ်ဓာတ်ကူပစ္စည်းရွေးချယ်မှုနှင့် MEA ဖွဲ့စည်းပုံကို ချိန်ညှိခြင်းတို့ကို အာရုံစိုက်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ဆဲလ်ဗို့အားနိမ့်သောအခါတွင် ပိုမိုစုစည်းထားသော ရေဆိုးများကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ဤနေရာတွင် တင်ပြထားသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်အတွက် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို အသုံးပြုရန် ရိုးရှင်းသောချဉ်းကပ်မှုသည် အန်နိုလိုက်နှင့် ကက်သိုလိုက်အခန်းများ၊ ဆန်းဒဝှစ်ချ်အစိတ်အပိုင်းများနှင့် အထူးပစ္စည်းများအတွက် လိုအပ်ချက်ကို ဖယ်ရှားပေးပြီး၊ ထို့ကြောင့် ဆဲလ်စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ပေးပြီး စနစ်ရှုပ်ထွေးမှုကို လျှော့ချပေးကာ တိုးချဲ့ရန် ပိုမိုလွယ်ကူစေသည်။ အဆိုပြုထားသော ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံသည် နည်းပညာအရနှင့် စီးပွားရေးအရ အလားအလာရှိသော CO2 ပြောင်းလဲစက်ရုံများ၏ အနာဂတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် ပလက်ဖောင်းတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
အခြားနည်းဖြင့်ဖော်ပြထားခြင်းမရှိပါက၊ ဓာတုပစ္စည်းအဆင့်ပစ္စည်းများနှင့် ပျော်ရည်များအားလုံးကို ရရှိသည့်အတိုင်း အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဘစ်စမတ်အောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်း (Bi2O3၊ 80 nm) ကို US Research Nanomaterials, Inc မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ ပိုလီမာအမှုန့် (AP1-CNN8-00-X) ကို IONOMR မှ ပံ့ပိုးပေးခဲ့သည်။ Omnisolv® အမှတ်တံဆိပ် N-propanol (nPA) နှင့် အလွန်သန့်စင်သောရေ (18.2 Ω၊ Milli–Q® Advantage A10 ရေသန့်စင်စနစ်) ကို Millipore Sigma မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ ACS အသိအမှတ်ပြု မီသနောနှင့် အက်စီတုန်းကို VWR Chemicals BDH® နှင့် Fisher Chemical မှ အသီးသီး ဝယ်ယူခဲ့သည်။ ပိုလီမာအမှုန့်ကို အက်စီတုန်းနှင့် မီသနောတို့ ရောစပ်ထားသော အရာနှင့် အလေးချိန်အားဖြင့် 1:1 အချိုးဖြင့် ရောစပ်ပြီး 6.5 wt.% အာရုံစူးစိုက်မှုရှိသော ပိုလီမာပျံ့နှံ့မှုကို ရရှိရန် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Bi2O3 20g၊ အလွန်သန့်စင်သောရေ၊ nPA နှင့် ionomer ပျံ့နှံ့မှုကို 30ml ဗူးထဲတွင် ရောစပ်ခြင်းဖြင့် ဓာတ်ကူမင်ကို ပြင်ဆင်ပါ။ ပါဝင်ပစ္စည်းတွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်း 30 wt.%၊ ionomer နှင့် ဓာတ်ကူပစ္စည်း 0.02 mass ratio နှင့် alcohol နှင့် ရေ mass ratio 2:3 (40 wt.% nPA) တို့ ပါဝင်သည်။ ရောနှောခြင်းမပြုမီ၊ Glen Mills 5mm zirconia grinding material 70g ကို ရောစပ်ထားသော ပစ္စည်းထဲသို့ ထည့်ခဲ့သည်။ နမူနာများကို Fisherbrand™ digital bottle roller ပေါ်တွင် 80 rpm ဖြင့် 26 နာရီကြာ ထားခဲ့သည်။ မင်ကို မလိမ်းမီ 20 မိနစ်ထားပါ။ Bi2O3 မင်ကို 1/2″ x 16″ laboratory wirewound refill (RD Specialties – 60 mil diameter) ကို အသုံးပြု၍ 22°C တွင် Qualtech automatic applicator (QPI-AFA6800) သို့ လိမ်းခဲ့သည်။ catalytic မင် 5 mL ကို 7.5 x 8 inch Sigraacet 39 BB carbon gas diffusion carrier (fuel cell storage) သို့ 55 mm/sec ၏ fixed average speed ဖြင့် rod deposition ဖြင့် လိမ်းခဲ့သည်။ ဤ coated electrodes များကို oven သို့ လွှဲပြောင်းပြီး 80 °C တွင် အခြောက်ခံခဲ့သည်။ ချောင်းအလွှာအုပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် GDE အလွှာအုပ်ခြင်း၏ပုံများကို ပုံ S4a နှင့် b တွင်ပြသထားသည်။ X-ray fluorescence (XRF) ကိရိယာ (Fischerscope® XDV-SDD, Fischer-Technolgy Inc. USA) ဖြင့် အလွှာအုပ်ထားသော GDE loading သည် 3.0 mg Bi2O3/cm2 ဖြစ်ကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။
အိုင်ယွန်လဲလှယ်အမြှေးပါး (AEM) နှင့် အပေါက်ဖောက်ထားသော CEM ပါ၀င်သည့် ပေါင်းစပ်အမြှေးပါးဖွဲ့စည်းပုံများအတွက်။ 15 µm အမည်ခံအထူရှိသော Nafion NC700 (Chemours, USA) ကို CEM အလွှာအဖြစ်အသုံးပြုခဲ့သည်။ anodic catalyst ကို ionomer နှင့် carbon အချိုး 0.83 နှင့် 25 cm2 ဖုံးအုပ်ဧရိယာဖြင့် FEM ပေါ်သို့ တိုက်ရိုက်ဖြန်းခဲ့သည်။ မျက်နှာပြင်ဧရိယာကျယ် (50 wt.% Pt/C, TEC 10E50E, TANAKA အဖိုးတန်သတ္တု) ဖြင့် 0.25 mg Pt/cm2 တင်ဆောင်ထားသော ထောက်ပံ့ထားသော platinum ကို anode catalyst အဖြစ်အသုံးပြုခဲ့သည်။ Nafion D2020 (Ion Power, USA) ကို catalyst ၏ anode အလွှာအတွက် ionomer အဖြစ်အသုံးပြုခဲ့သည်။ CEM အပေါက်ဖောက်ခြင်းကို CEM ဖလင်ပေါ်တွင် 3mm အကွာအဝေးများတွင် parallel မျဉ်းကြောင်းများကို ဖြတ်တောက်ခြင်းဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ အပေါက်ဖောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၏အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ပုံ S12b နှင့် c တွင်ပြသထားသည်။ X-ray computed tomography ကိုအသုံးပြု၍ ပုံ S12d နှင့် e တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အပေါက်ကွာဟချက်သည် 32.6 μm ရှိကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ ဆဲလ်တပ်ဆင်စဉ်အတွင်း catalyst ဖြင့်အုပ်ထားသော အပေါက်ဖောက်ထားသော CEM အမြှေးပါးကို 25 cm2 Toray စက္ကူ (5 wt% PTFE ဖြင့်ကုသထားသော၊ Fuel Cell Store၊ USA) ပေါ်တွင် ထားရှိသည်။ အထူ 25၊ 40 သို့မဟုတ် 80 μm ရှိသော AEM အမြှေးပါး (PiperION၊ Versogen၊ USA) ကို CEM ၏ထိပ်တွင်ထားပြီးနောက် GDE cathode ပေါ်တွင်ထားရှိသည်။ AEM အမြှေးပါးကို flow field တစ်ခုလုံးကိုဖုံးအုပ်ရန် 7.5 × 7.5 cm အပိုင်းအစများအဖြစ် ဖြတ်တောက်ပြီး တပ်ဆင်ခြင်းမပြုမီ 1 M ပိုတက်စီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်အရည်တွင် တစ်ညလုံးစိမ်ထားသည်။ anode နှင့် cathode နှစ်ခုစလုံးသည် 18% ၏ အကောင်းဆုံး GDE ဖိသိပ်မှုကိုရရှိရန် လုံလောက်သောအထူရှိသော PTFE spacers များကို အသုံးပြုသည်။ ဘက်ထရီတပ်ဆင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၏အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ပုံ S12a တွင်ပြသထားသည်။
စမ်းသပ်နေစဉ်အတွင်း၊ စုစည်းထားသောဆဲလ်ကို 60°C (အပူချိန်ပေါ်မူတည်၍ လေ့လာမှုများအတွက် 30၊ 60 နှင့် 80°C) တွင်ထိန်းသိမ်းထားပြီး anode သို့ 0.8 L/min ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့နှင့် cathode သို့ 2 L/min ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ထောက်ပံ့ပေးသည်။ anode နှင့် cathode လေစီးကြောင်းနှစ်ခုလုံးကို 100% ဆွေမျိုးစိုထိုင်းဆနှင့် 259 kPa ပကတိ cathodic ဖိအားတွင် စိုထိုင်းဆတိုးစေခဲ့သည်။ လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း cathode ဓာတ်ငွေ့စီးကြောင်းကို 1 M KOH ပျော်ရည်နှင့် 2 mL/min နှုန်းဖြင့် ရောစပ်ပြီး cathode catalyst bed နှင့် ionic conduction ကို မြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။ anode ရှိ formic acid ကိုဖယ်ရှားရန် anode ဓာတ်ငွေ့စီးကြောင်းကို 10 ml/min နှုန်းဖြင့် deionized ရေနှင့် ရောစပ်ပါ။ ကိရိယာ၏ input နှင့် output အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို Figure S5 တွင်ပြသထားသည်။ cathode exhaust gas တွင် CO2 ပါဝင်ပြီး CO နှင့် H2 ကိုထုတ်ပေးသည်။ ရေငွေ့ကို condenser (2°C တွင် အပူချိန်နိမ့် အပူဖလှယ်စက်) မှတစ်ဆင့် ဖယ်ရှားသည်။ ကျန်ရှိသောဓာတ်ငွေ့ကို ဓာတ်ငွေ့အချိန်ကိုက်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် စုဆောင်းမည်ဖြစ်သည်။ anode စီးဆင်းမှုသည် အရည်နှင့်ဓာတ်ငွေ့ကို ခွဲထုတ်ရန် condenser မှတစ်ဆင့်လည်း ဖြတ်သန်းသွားမည်ဖြစ်သည်။ ရေဆိုးများကို သန့်ရှင်းသော vials များတွင် စုဆောင်းပြီး ထုတ်လုပ်သော formic acid ကို ပမာဏသတ်မှတ်ရန် အရည် chronometry ကို အသုံးပြု၍ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမည်ဖြစ်သည်။ Garmy potentiostat (ကိုးကားနံပါတ် 30K၊ Gamry၊ USA) ကို အသုံးပြု၍ Electrochemical စစ်ဆေးမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ polarization curve ကို တိုင်းတာခြင်းမပြုမီ၊ cell ကို 2.5 mA/cm2 scan rate ရှိသော linear voltammetry ကို အသုံးပြု၍ 0 မှ 250 mA/cm2 အတိုင်းအတာအတွင်း 4 ကြိမ် condition လုပ်ခဲ့သည်။ cathode gas နှင့် anolyte အရည်ကို နမူနာမယူမီ cell ကို current density အတိုင်းအတာတစ်ခုတွင် 4 မိနစ်ကြာ ထိန်းထားပြီး galvanostatic mode တွင် polarization curves များကို ရရှိခဲ့သည်။
ကျွန်ုပ်တို့သည် cathode နှင့် anodic potentials များကို ခွဲခြားရန် MEA တွင် hydrogen reference electrode ကို အသုံးပြုပါသည်။ reference electrode ၏ဖွဲ့စည်းပုံကို ပုံ S6a တွင် ပြသထားသည်။ MEA membrane နှင့် reference electrode ကို ချိတ်ဆက်ရန် Nafion membrane (Nafion 211, IonPower, USA) ကို ionic bridge အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ Nafion strip ၏ တစ်ဖက်စွန်းကို 0.25 mg Pt/cm2 (50 wt% Pt/C, TEC10E50E, TANAKA Precious Metals) ဖြင့် တင်ဆောင်ထားသော 1 cm2 gas diffusion electrode (GDE) နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး 29BC carbon paper (Fuel Cell Store, USA) ပေါ်တွင် ဖြန်းထားသည်။ (မှတ်ချက်။ GDE နှင့် Nafion strips များအကြား gas seal လုပ်ရန်နှင့် ကောင်းမွန်သော contact ကို သေချာစေရန်နှင့် reference electrode ကို fuel cell hardware နှင့် ချိတ်ဆက်ရန်အတွက် အထူး polyetheretherketone (PEEK) hardware ကို အသုံးပြုထားသည်။ Nafion strip ၏ အခြားတစ်ဖက်စွန်းကို CEM battery ၏ extruding edge နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။ ပုံ S6b သည် MEA နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော reference electrode ၏ cross section ကို ပြသထားသည်။
အိတ်ဇောဓာတ်ငွေ့သည် condenser နှင့် ဓာတ်ငွေ့-အရည်ခွဲထုတ်ကိရိယာကို ဖြတ်သန်းသွားပြီးနောက်၊ cathode မှ ဓာတ်ငွေ့နမူနာများကို ယူပါသည်။ စုဆောင်းထားသော ဓာတ်ငွေ့ကို 4900 Micro GC (10 μm molecular sieve, Agilent) ကို အသုံးပြု၍ အနည်းဆုံး သုံးကြိမ် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။ နမူနာများကို inert multi-layer aluminum foil gas sample bags Supel™ (Sigma-Aldrich) တွင် သတ်မှတ်ထားသော အချိန်ကာလ (၃၀ စက္ကန့်) အတွက် စုဆောင်းခဲ့ပြီး စုဆောင်းပြီး နှစ်နာရီအတွင်း microgas chromatograph ထဲသို့ လက်ဖြင့်ထည့်သွင်းခဲ့သည်။ ထိုးသွင်းအပူချိန်ကို 110°C တွင် သတ်မှတ်ခဲ့သည်။ ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ် (CO) နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင် (H2) တို့ကို အာဂွန် (Matheson Gas-Matheson Purity) ကို carrier gas အဖြစ် အသုံးပြု၍ အပူပေးထားသော (105 °C) ဖိအားပေးထားသော (28 psi) 10 m MS5A column တွင် ခွဲထုတ်ခဲ့သည်။ ဤချိတ်ဆက်မှုများကို built-in Thermal Conductivity Detector (TCD) ကို အသုံးပြု၍ ရှာဖွေတွေ့ရှိသည်။ GC chromatograms နှင့် CO နှင့် H2 calibration curves များကို Figure S7 တွင် ပြသထားသည်။ အရည် formic acid နမူနာများကို anode မှ သတ်မှတ်ထားသောအချိန် (120 စက္ကန့်) စုဆောင်းပြီး 0.22 μm PTFE ဆေးထိုးအပ် filter ကို အသုံးပြု၍ 2 mL vials များထဲသို့ စစ်ထုတ်ခဲ့သည်။ vials များရှိ အရည်ထုတ်ကုန်များကို Agilent 1260 Infinity II bioinert high-performance liquid chromatography (HPLC) စနစ်ဖြင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့ပြီး နမူနာ 20 μl ကို 4 mM sulfuric acid (H2SO4) ၏ mobile phase ရှိသော autosampler (G5668A) မှတစ်ဆင့် 0.6 ml/min (quaternary pump G5654A) စီးဆင်းမှုနှုန်းဖြင့် ထိုးသွင်းခဲ့သည်။ ထုတ်ကုန်များကို အပူပေးထားသော (35°C၊ column oven G7116A) Aminex HPX-87H 300 × 7.8 mm (Bio-Rad) တွင် Micro-Guard Cation H guard column ရှေ့တွင် ခွဲထုတ်ခဲ့သည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို diode array detector (DAD) ကို အသုံးပြု၍ 210 nm wavelength နှင့် 4 nm bandwidth တွင် တွေ့ရှိခဲ့သည်။ HPL ခရိုမာတိုဂရမ်နှင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ် စံချိန်ညှိမျဉ်းကွေးကို ပုံ S7 တွင် ပြသထားသည်။
ဓာတ်ငွေ့ထွက်ကုန်များ (CO နှင့် H2) FE ကို အောက်ပါညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ပြီး ဓာတ်ငွေ့၏ စုစုပေါင်းမိုလ်များကို စံပြဓာတ်ငွေ့ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်သည်-
၎င်းတို့ထဲတွင်- \({n}_{i}\): လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုတွင် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်။ \(F\): ဖာရာဒေး၏ ကိန်းသေ။ \({C}_{i}\): HPLC အရည်ထုတ်ကုန် အာရုံစူးစိုက်မှု။ \(V\): သတ်မှတ်ထားသောအချိန် t အတွင်း စုဆောင်းရရှိသော အရည်နမူနာ၏ ထုထည်။ \(j\): လျှပ်စီးကြောင်း သိပ်သည်းဆ။ \(A\): လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ ဂျီဩမေတြီဧရိယာ (25 cm2)။ \(t\): နမူနာယူချိန်ကာလ။ \(P\): ပကတိဖိအား။ \({x}_{i}\): GC မှ ဆုံးဖြတ်သော ဓာတ်ငွေ့၏ မိုလ်ရာခိုင်နှုန်း။ \(R\): ဓာတ်ငွေ့ကိန်းသေ။ \(T\): အပူချိန်။
အန်နိုဒစ် ကာဆင့်များ၏ ပါဝင်မှုကို inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES) ကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာခဲ့သည်။ အန်နိုဒ်ထဲသို့ စိမ့်ဝင်နိုင်သော သို့မဟုတ် ပျံ့နှံ့နိုင်သော ကာဆင့်များတွင် Ti၊ Pt၊ Bi နှင့် K တို့ ပါဝင်သည်။ K မှလွဲ၍ အခြားကာဆင့်အားလုံးသည် ထောက်လှမ်းမှု ကန့်သတ်ချက်အောက်တွင် ရှိသည်။ ပျော်ရည်တွင် ဖွဲ့စည်းသော အိုင်းယွန်းများသည် အန်နိုဒ်ကို ပရိုတွန်များ သို့မဟုတ် အခြားကာဆင့်များနှင့် တွဲဖက်စေသည်။ ထို့ကြောင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ သန့်စင်မှုကို အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်နိုင်သည်
Formate/FA ထုတ်လုပ်မှုသည် MEA ဖွဲ့စည်းမှုတစ်ခုကို အသုံးပြု၍ သုံးစွဲသော လျှပ်စစ်ဓာတ်အား kWh လျှင် ထုတ်လုပ်သော FA ပမာဏကို mol/kWh ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။ ၎င်းကို လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆ၊ ဆဲလ်ဗို့အားနှင့် သတ်မှတ်ထားသော လည်ပတ်မှုအခြေအနေများအောက်တွင် Faraday စွမ်းဆောင်ရည်တို့အပေါ် အခြေခံ၍ တွက်ချက်သည်။
စုစုပေါင်းဒြပ်ထုချိန်ခွင်လျှာအပေါ်အခြေခံ၍ အန်နုတ်တွင် အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်စေသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်ပမာဏကို တွက်ချက်ပါ။ ကတ်သုတ်တွင် ယှဉ်ပြိုင်သော ဓာတ်ပြုမှုသုံးမျိုး ဖြစ်ပေါ်သည်- ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်၊ CO2 မှ CO သို့လျော့ကျခြင်းနှင့် CO2 မှ ဖော်မစ်အက်ဆစ်သို့လျော့ကျခြင်း။ Anton တွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ရှိသောကြောင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ် FE ကို အပိုင်းနှစ်ပိုင်းခွဲခြားနိုင်သည်- ဖော်မစ်အက်ဆစ်စုဆောင်းခြင်းနှင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဓာတ်တိုးခြင်း။ စုစုပေါင်းဒြပ်ထုချိန်ခွင်လျှာကို အောက်ပါအတိုင်းရေးသားနိုင်သည်-
HPLC မှ စုဆောင်းရရှိသော ဖော်မစ်အက်ဆစ်၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် CO ပမာဏကို တွက်ချက်ရန် GC ကို အသုံးပြုခဲ့ပါသည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်အများစုကို Supplementary Figure S5 တွင်ပြထားသည့် setup ကို အသုံးပြု၍ anode မှ စုဆောင်းခဲ့ကြောင်း သတိပြုသင့်ပါသည်။ cathode chamber မှ စုဆောင်းရရှိသော ဖော်မတ်ပမာဏမှာ မပြောပလောက်ဘဲ နှစ်ဆခန့်လျော့နည်းပြီး SC စုစုပေါင်းပမာဏ၏ 0.5% ထက်နည်းပါသည်။
ဤနေရာတွင် အသုံးပြုထားသော စဉ်ဆက်မပြတ်သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးပုံစံသည် အလားတူစနစ်များ34 တွင် ယခင်လုပ်ဆောင်ခဲ့သောအလုပ်များအပေါ် အခြေခံထားသည်။ အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် အိုင်းယွန်းဖြင့် လျှပ်ကူးသောအဆင့်များတွင် ရေပါဝင်မှုနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားအလားအလာကို ဆုံးဖြတ်ရန် Poisson-Nerst-Planck (PNP) ညီမျှခြင်းများ၏ တွဲဖက်စနစ်ကို အသုံးပြုသည်။ အခြေခံညီမျှခြင်းများနှင့် မော်ဒယ်ဂျီသြမေတြီ၏ အသေးစိတ်ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်ကို SI တွင် ဖော်ပြထားသည်။
ဤစနစ်သည် ရေဓာတ်ပါဝင်ပစ္စည်း ရှစ်မျိုး (\({{{{{{\rm{C}}}}}}}{{{{{{\rm{O}}}}}}}}}}}_{2 \left ({{{{{\rm{aq}}}}}}\right)}\), \({{{{{{\rm{H}}}}}}}}}^{+ \ ), \ ({{{{\rm{O}}}}}}{{{{{{\rm{H}}}}}}}^{-}\), \({{{ {{{ \rm{ HCO}}}}}}}_{3}^{-}\), \({{{{{{\rm{CO}}}}}}_{3}^{ 2-} \ ),\ ({{{{\rm{HCOOH}}}}}}}}}\), \({{{{{{{\rm{HCOO}}}}}}}}}^{- }\) နှင့် \({{{ {{{\rm{K}}}}}}^{+}\)), အိုင်းယွန်း လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း (\({\phi }_{I}\ )) နှင့် အန်နိုဒစ်နှင့် ကက်သိုဒစ် အီလက်ထရွန် လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း) တို့၏ ပါဝင်မှုကို ဆုံးဖြတ်သည်။ အဆင့်များတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား အလားအလာများ (\({\phi }_{A}\) နှင့် \({\phi }_{C}\) အသီးသီး)။ ယင်းအစား၊ ဒေသတွင်း လျှပ်စစ်ကြားနေမှု သို့မဟုတ် အားသွင်းဖြန့်ဖြူးမှုလုပ်ဆောင်ချက်များကို မသိရှိဘဲ၊ အာကာသအားသွင်းဒေသကို Poisson ၏ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တိုက်ရိုက်ဖြေရှင်းသည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုသည် CEM|AEM၊ CEM|Pore နှင့် AEM|Pore interfaces များတွင် Donnan တွန်းကန်အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို တိုက်ရိုက်ပုံစံထုတ်နိုင်စေပါသည်။ ထို့အပြင်၊ catalyst ၏ anodic နှင့် cathodic layers များရှိ အားသွင်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကိုဖော်ပြရန် porous electrode theory (PET) ကိုအသုံးပြုသည်။ စာရေးသူများ၏ အကောင်းဆုံးဗဟုသုတအရ၊ ဤလုပ်ငန်းသည် အာကာသအားသွင်းဒေသများစွာပါရှိသော စနစ်များတွင် PET ကို ပထမဆုံးအသုံးချမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။
GDE BOT နှင့် EOT cathode နမူနာများကို 8.0 keV X-ray source၊ absorption နှင့် wide field modes နှင့် image fusion1 ပါရှိသော Zeiss Xradia 800 Ultra ကို အသုံးပြု၍ စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ ရုပ်ပုံ ၉၀၁ ပုံကို -၉၀° မှ ၉၀° အထိ exposure time ၅၀ စက္ကန့်ဖြင့် စုဆောင်းခဲ့သည်။ voxel size ၆၄ nm ရှိသော back projection filter ကို အသုံးပြု၍ ပြန်လည်တည်ဆောက်မှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ segmentation နှင့် particle size distribution ကို အထူးရေးသားထားသော code ကို အသုံးပြု၍ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။
အီလက်ထရွန် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်းတွင် စိန်ဓားဖြင့် အလွန်ပါးလွှာသော အပိုင်းပိုင်းဖြတ်တောက်ခြင်းအတွက် ပြင်ဆင်မှုအဖြစ် စမ်းသပ် MEA များကို epoxy resin တွင် ထည့်သွင်းခြင်း ပါဝင်သည်။ MEA တစ်ခုစီ၏ ဖြတ်ပိုင်းပုံကို 50 မှ 75 nm အထူအထိ ဖြတ်တောက်ခဲ့သည်။ Talos F200X ထုတ်လွှင့် အီလက်ထရွန် မိုက်ခရိုစကုပ် (Thermo Fisher Scientific) ကို စကင်န်ဖတ် ထုတ်လွှင့် အီလက်ထရွန် မိုက်ခရိုစကုပ် (STEM) နှင့် စွမ်းအင်-ပျံ့နှံ့ X-ray spectroscopy (EDS) တိုင်းတာမှုများအတွက် အသုံးပြုခဲ့သည်။ မိုက်ခရိုစကုပ်တွင် ပြတင်းပေါက်မဲ့ SDD ရှာဖွေကိရိယာ ၄ ခုပါသည့် EDS Super-X စနစ် တပ်ဆင်ထားပြီး 200 kV တွင် လည်ပတ်သည်။
40 kV နှင့် 40 mA တွင် လည်ပတ်နေသော Ni-filtered Cu Kα ရောင်ခြည်ဖြင့် Bruker Advance D8 အမှုန့် X-ray diffraction patterns (PXRD) များကို ရရှိခဲ့ပါသည်။ scanning range မှာ 10° မှ 60° အထိဖြစ်ပြီး၊ step size မှာ 0.005° ဖြစ်ပြီး data acquisition speed မှာ step တစ်ခုကို 1 second ဖြစ်သည်။
Bi2O3 Bi L3 ဓာတ်ကူပစ္စည်း၏ အစွန်းရှိ RAS ရောင်စဉ်ကို အိမ်လုပ်ဆဲလ်ကို အသုံးပြု၍ အလားအလာ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် တိုင်းတာခဲ့သည်။ Bi2O3 ဓာတ်ကူပစ္စည်း ionomer မင်ကို Bi2O3 ၂၆.၁ မီလီဂရမ်ကို ၁၅၆.၃ μL ionomer ပျော်ရည် (၆.၆၈%) နှင့် ရောစပ်၍ ပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး 1 M KOH၊ ရေ (၁၅၇ μL) နှင့် isopropyl alcohol (104 μL) တို့ဖြင့် ပျက်ပြယ်စေခြင်းဖြင့် ionomer မင်ကို ရရှိခဲ့သည်။ ဓာတ်ကူပစ္စည်း ကိန်းဂဏန်းမှာ 0.4 ဖြစ်သည်။ Bi2O3 ဓာတ်ကူပစ္စည်း တင်ဆောင်မှု 0.5 mg/cm2 ရောက်ရှိသည်အထိ မင်ကို ထောင့်မှန်စတုဂံအစက်များ (10×4 mm) တွင် ဂရပ်ဖင်းစာရွက်များတွင် လိမ်းခဲ့သည်။ ဂရပ်ဖင်းစာရွက်၏ ကျန်အပိုင်းကို Kapton ဖြင့် အုပ်ထားပြီး ဤနေရာများကို electrolyte မှ ခွဲထုတ်ထားသည်။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖြင့် အုပ်ထားသော ဂရပ်ဖင်းစာရွက်ကို PTFE နှစ်ခုကြားတွင် ထည့်သွင်းပြီး ဆဲလ်ကိုယ်ထည် (PEEK) တွင် ဝက်အူများဖြင့် ချိတ်ထားသည်၊ ပုံ S8။ Hg/HgO (1 M NaOH) ကို reference electrode အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပြီး carbon paper ကို counter electrode အဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ Hg/HgO ရည်ညွှန်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပြည့်ဝသော 0.1 M KOH တွင်နှစ်ထားသော ပလက်တီနမ်ဝါယာကြိုးကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာထားသော အလားအလာအားလုံးကို ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်ကူးပစ္စည်း (RHE) စကေးအဖြစ်ပြောင်းလဲရန် ချိန်ညှိခဲ့သည်။ XRD ရောင်စဉ်များကို 30 °C အထိအပူပေးထားသော 0.1 M KOH တွင်နှစ်ထားသော Bi2O3/graphene စာရွက်အလုပ်လုပ်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အလားအလာကို စောင့်ကြည့်ခြင်းဖြင့် ရရှိခဲ့သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် ဘက်ထရီတွင် လည်ပတ်နေပြီး ပူဖောင်းများဖြစ်ပေါ်လာသောအခါ လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအလွှာနှင့် ထိတွေ့ကြောင်းသေချာစေရန် electrolyte inlet ကို ဆဲလ်၏အောက်ခြေတွင်ထားပြီး outlet ကို အပေါ်ဘက်တွင်ရှိသည်။ အလုပ်လုပ်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာကို ထိန်းချုပ်ရန် CH Instruments 760e potentiostat ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ potential sequence သည် open circuit potential ဖြစ်သည်- RHE ပေါ်မူတည်၍ -100၊ -200၊ -300၊ -400၊ -500၊ -800၊ -850၊ -900၊ -1000၊ -1100၊ -1500 နှင့် +700 mV။ iR potential အားလုံးကို ချိန်ညှိပြီးဖြစ်သည်။
Bi L3 edge (~13424 eV for Bi metal) X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopy ကို channel 10-ID၊ Advanced Photon Source (APS)၊ Argonne National Fluorescence Laboratory တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ National Model Measurement Laboratory။ X-ray စွမ်းအင်ကို ချိန်ညှိရန်အတွက် အရည်နိုက်ထရိုဂျင်ဖြင့် အအေးခံထားသော two-crystal Si(111) monochromator ကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး harmonic content ကို လျှော့ချရန် rhodium-coated mirror ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ scan စွမ်းအင်များကို 13200 မှ 14400 eV အထိ ပြောင်းလဲခဲ့ပြီး filter များ သို့မဟုတ် Soller slits များမပါသော 5 × 5 silicon PIN diode array ကို အသုံးပြု၍ fluorescence ကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ second derivative ၏ zero crossing energy ကို Pt foil ၏ L2 edge မှတစ်ဆင့် 13271.90 eV တွင် ချိန်ညှိထားသည်။ electrochemical cell ၏ အထူကြောင့် reference standard ၏ spectrum ကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း တိုင်းတာရန် မဖြစ်နိုင်ပါ။ ထို့ကြောင့်၊ စမ်းသပ်မှုတစ်လျှောက်လုံး ထပ်ခါတလဲလဲတိုင်းတာမှုများအပေါ် အခြေခံ၍ တွက်ချက်ထားသော scan-to-scan ပြောင်းလဲမှုသည် ±0.015 eV ဖြစ်သည်။ Bi2O3 အလွှာ၏အထူသည် fluorescence ၏ ကိုယ်တိုင်စုပ်ယူမှုကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ဦးတည်စေသည်။ အီလက်ထရုတ်များသည် incident beam နှင့် detector နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် ပုံသေဦးတည်ချက်ကို ထိန်းသိမ်းထားသောကြောင့် scan အားလုံးသည် တစ်ထပ်တည်းနီးပါးဖြစ်သည်။ Athena software (version 0.9.26) ၏ linear combination fitting algorithm ကို အသုံးပြု၍ Bi နှင့် Bi2O3 စံနှုန်းများ၏ XANES ဒေသနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းဖြင့် bismuth ၏ oxidation state နှင့် ဓာတုဗေဒပုံစံကို ဆုံးဖြတ်ရန် IFEFFIT 44 ကုဒ်ဖြင့် Near-field XAFS spectrum ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။
ဤဆောင်းပါးရှိ ကိန်းဂဏန်းများနှင့် ဤလေ့လာမှု၏ အခြားနိဂုံးချုပ်ချက်များကို ထောက်ခံသည့် အချက်အလက်များကို သက်ဆိုင်ရာစာရေးသူထံမှ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော တောင်းဆိုမှုဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။
Crandall BS၊ Brix T.၊ Weber RS ​​နှင့် Jiao F. အစိမ်းရောင်မီဒီယာထောက်ပံ့ရေးကွင်းဆက်များ၏ နည်းပညာ-စီးပွားရေးအကဲဖြတ်ချက် H2။ စွမ်းအင်လောင်စာများ ၃၇၊ ၁၄၄၁–၁၄၅၀ (၂၀၂၃)။
Younas M, Rezakazemi M, Arbab MS, Shah J နှင့် Rehman V. အစိမ်းရောင် ဟိုက်ဒရိုဂျင် သိုလှောင်မှုနှင့် ပို့ဆောင်မှု- အလွန်အမင်း တက်ကြွသော တစ်သားတည်းကျပြီး မတူညီသော ဓာတ်ကူပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ပြုမှု။ နိုင်ငံတကာရေးရာ။ J. Gidrog။ စွမ်းအင် ၄၇၊ ၁၁၆၉၄–၁၁၇၂၄ (၂၀၂၂)။
Nie၊ R. et al. ကွဲပြားခြားနားသော အကူးအပြောင်းသတ္တု ဓာတ်ကူပစ္စည်းများဖြင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ ဓာတ်ကူပစ္စည်းလွှဲပြောင်း ဟိုက်ဒရိုဂျင်နိတ်ဖြစ်စဉ်တွင် လတ်တလောတိုးတက်မှု။ AKS ကတ်တလောက်။ ၁၁၊ ၁၀၇၁–၁၀၉၅ (၂၀၂၁)။
Rahimi, A., Ulbrich, A., Kuhn, JJ, နှင့် Stahl, SS။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကြောင့် အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်သော လစ်နင်ကို အမွှေးနံ့သာဒြပ်ပေါင်းများအဖြစ်သို့ ပြိုကွဲစေသည်။ Nature 515, 249–252 (2014)။
Schuler E. et al. ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် CO 2 အသုံးပြုမှုအတွက် အဓိကအလယ်အလတ်ပစ္စည်းအဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ green. Chemical. 24, 8227–8258 (2022).
Zhou၊ H. et al. ကာဗိုဟိုက်ဒရိတ်နှင့် လစ်နင်ပါဝင်မှုကို အလုံးစုံမြှင့်တင်ရန်အတွက် စီးဆင်းမှုမှတစ်ဆင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို အသုံးပြု၍ ဇီဝဒြပ်ထု၏ လျင်မြန်စွာ ပျက်စီးခြင်းမရှိသော အပိုင်းအစခွဲခြင်း (≤15 မိနစ်)။ ဓာတုဗေဒနှင့် ဓာတုဗေဒ ၁၂၊ ၁၂၁၃–၁၂၂၁ (၂၀၁၉)။
Calvi၊ CH et al. လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ဓာတ်ခွဲခန်းဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ သတင်းအချက်အလက်အင်ဂျင်နီယာကို အသုံးပြု၍ format ပေါ်တွင် Cupriavidus necator H16 ၏ တိုးပွားလာသော ကြီးထွားမှု။ Metabolites။ engineer။ 75၊ 78–90 (2023)။
Ishai, O. နှင့် Lindner, SN Gonzalez de la Cruz, J., Tenenboim, H. နှင့် Bar-Even, A. အဖွဲ့ဝင်များ၏ ဇီဝစီးပွားရေး။ လက်ရှိ။ ထင်မြင်ချက်။ ဓာတုဗေဒ။ ဇီဝဗေဒ။ ၃၅၊ ၁–၉ (၂၀၁၆)။