Nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬ್ರೌಸರ್‌ನ ಆವೃತ್ತಿಯು ಸೀಮಿತ CSS ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗಾಗಿ, ನಿಮ್ಮ ಬ್ರೌಸರ್‌ನ ಹೊಸ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿ). ಈ ಮಧ್ಯೆ, ನಿರಂತರ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಸ್ಟೈಲಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಇಲ್ಲದೆ ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ.
ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವುದು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶೇಖರಣಾ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ನೇರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರದ ಪೊರೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯೆಂದರೆ ರಂದ್ರ ಕ್ಯಾಷನ್ ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆ, ಇದನ್ನು ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ಡ್ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದಾಗ, ಪೊರೆಯ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು 0.25 M ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಆನೋಡಿಕ್ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲಕ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ನಡುವೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಘಟಕಗಳಿಲ್ಲದೆ, ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿರುವ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹತೋಟಿಗೆ ತರುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಸ್ಕೇಲ್-ಅಪ್ ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಕ್ಕೆ ವೇಗವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. 25 cm2 ಕೋಶದಲ್ಲಿ, ರಂದ್ರ ಕ್ಯಾಷನ್ ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆಯ ಸಂರಚನೆಯು <2 V ಮತ್ತು 300 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ >75% ಫ್ಯಾರಡೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 55-ಗಂಟೆಗಳ ಸ್ಥಿರತೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯು ಸ್ಥಿರವಾದ ಫ್ಯಾರಡೆ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ವೆಚ್ಚ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ತಾಂತ್ರಿಕ-ಆರ್ಥಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಸಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನ ಆಧಾರಿತ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು 75% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಸೂಚಿಸಿದಂತೆ2,3, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಉದ್ಯಮಕ್ಕೆ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್‌ಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಸಾಗಿಸುವ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ವಿಧಾನದಿಂದ4,5 ಅಥವಾ ಜೀವರಾಶಿ ಉದ್ಯಮ6. ಮೆಟಾಬಾಲಿಕ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸುಸ್ಥಿರ ಜೆಟ್ ಇಂಧನ ಮಧ್ಯಂತರಗಳಾಗಿ ನಂತರದ ಪರಿವರ್ತನೆಗಾಗಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ7,8. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅರ್ಥಶಾಸ್ತ್ರದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ1,9, ಹಲವಾರು ಸಂಶೋಧನಾ ಕಾರ್ಯಗಳು ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿವೆ10,11,12,13,14,15,16. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅನೇಕ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ (<50 mA/cm2) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಣ್ಣ H-ಕೋಶಗಳು ಅಥವಾ ದ್ರವ ಹರಿವಿನ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತವೆ. ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಮತ್ತು ನಂತರದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ನುಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಕಡಿತ (CO2R) ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (≥200 mA/cm2) ಮತ್ತು ಫ್ಯಾರಡೆ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ (FE)17 ನಿರ್ವಹಿಸಬೇಕು, ಆದರೆ ವಸ್ತು ಬಳಕೆಯನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. CO2R ಸಾಧನಗಳು ಪ್ರಮಾಣದ ಆರ್ಥಿಕತೆಯ ಲಾಭವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ18. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಉಪಯುಕ್ತತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕೆಳಮುಖ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು, ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಲವಣಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಬಳಸಬೇಕು19.
ಈ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ, ಕೈಗಾರಿಕಾವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾದ CO2R ಫಾರ್ಮೇಟ್/ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಧಾರಿತ ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ (GDE) ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಫರ್ನಾಂಡಿಸ್-ಕ್ಯಾಸೊ ಮತ್ತು ಇತರರು ನಡೆಸಿದ ಸಮಗ್ರ ವಿಮರ್ಶೆ.20 CO2 ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಫಾರ್ಮೇಟ್‌ಗೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಎಲ್ಲಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶ ಸಂರಚನೆಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಸಂರಚನೆಗಳನ್ನು ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: 1. ಫ್ಲೋ-ಥ್ರೂ ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್‌ಗಳು 19,21,22,23,24,25,26,27, 2. ಏಕ ಪೊರೆ (ಕ್ಯಾಷನ್ ಎಕ್ಸ್‌ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (CEM)28 ಅಥವಾ ಅಯಾನ್ ಎಕ್ಸ್‌ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (AEM)29 ಮತ್ತು 3. ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ 15,30,31,32. ಈ ಸಂರಚನೆಗಳ ಸರಳೀಕೃತ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 1a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್‌ನ ಹರಿವಿನ ಸಂರಚನೆಗಾಗಿ, ಪೊರೆ ಮತ್ತು GDE ಯ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ನಡುವೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಚೇಂಬರ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪದರದಲ್ಲಿ ಅಯಾನ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಫ್ಲೋ-ಥ್ರೂ ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ 33, ಆದಾಗ್ಯೂ ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅದರ ಅಗತ್ಯವು ಚರ್ಚೆಯಲ್ಲಿದೆ 34. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಚೆನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಬಳಸಿದರು. 1.27 ಮಿಮೀ ದಪ್ಪದ ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ SnO2 ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿ, 500 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 90% FE 35 ವರೆಗೆ ಸಾಧಿಸಲಾಯಿತು. ದಪ್ಪದ ಸಂಯೋಜನೆ ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಪದರ ಮತ್ತು ಅಯಾನು ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುವ ಹಿಮ್ಮುಖ-ಪಕ್ಷಪಾತದ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (BPM) 6 V ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು 15% ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರರು, ಒಂದೇ CEM ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, 51.7 mA/cm2 ರ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ 93.3% ನ FE 29 ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರು. ಡಯಾಜ್-ಸೈನ್ಜ್ ಮತ್ತು ಇತರರು.28 45 mA/cm2 ರ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದೇ CEM ಪೊರೆಯೊಂದಿಗೆ ಫಿಲ್ಟರ್ ಪ್ರೆಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲ್ಲಾ ವಿಧಾನಗಳು ಆದ್ಯತೆಯ ಉತ್ಪನ್ನವಾದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ, CEM ಸಂರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ, KCOOH ನಂತಹ ಸ್ವರೂಪಗಳು GDE ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಸಾರಿಗೆ ನಿರ್ಬಂಧಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೋಶ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ CO2R ಗಳನ್ನು ಫಾರ್ಮೇಟ್/ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಾಧನ ಸಂರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಕೆ. b ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಸಂರಚನೆಗಳು, ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಸಂರಚನೆಗಳು, ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಏಕ CEM ಸಂರಚನೆಗಳು (ಪೂರಕ ಕೋಷ್ಟಕ S1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ) ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಒಟ್ಟು ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮೇಟ್/ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಇಳುವರಿಯ ಹೋಲಿಕೆ. ತೆರೆದ ಗುರುತುಗಳು ಫಾರ್ಮೇಟ್ ದ್ರಾವಣದ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಘನ ಗುರುತುಗಳು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. *ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಳಸಿ ತೋರಿಸಲಾದ ಸಂರಚನೆ. c ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ರಂದ್ರ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಪದರದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರ MEA ಸಂರಚನೆ.
ಫಾರ್ಮೇಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು, ಪ್ರೊಯೆಟ್ಟೊ ಮತ್ತು ಇತರರು 32 ಸ್ಪ್ಲಿಟ್ಲೆಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಪ್ರೆಸ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು, ಇದರಲ್ಲಿ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರು ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. 50–80 mA/cm2 ರ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು >70% CE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಅದೇ ರೀತಿ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು CEM ಮತ್ತು AEM ನಡುವೆ ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲು ಯಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು 14 ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 5 cm2 ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಯಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು 91.3% FE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರು, ಇದು 6.35 wt% ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿತು. ಕ್ಸಿಯಾ ಮತ್ತು ಇತರರು ಇದೇ ರೀತಿಯ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ FE ಗೆ 83% ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬಾಳಿಕೆಯನ್ನು 100 ಗಂಟೆಗಳ 30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು. ಸಣ್ಣ-ಪ್ರಮಾಣದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ಸರಂಧ್ರ ಅಯಾನು ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳ ಹೆಚ್ಚಿದ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯು ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ದೊಡ್ಡ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ (ಉದಾ, 1000 cm2) ಅಳೆಯುವುದನ್ನು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿಭಿನ್ನ ವಿನ್ಯಾಸಗಳ ನಿವ್ವಳ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು, ನಾವು ಹಿಂದೆ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾದ ಎಲ್ಲಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿ kWh ಗೆ ಫಾರ್ಮೇಟ್/ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 1b ನಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಇಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಓಹ್ಮಿಕ್ ಮಿತಿಯು ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಶಕ್ತಿ-ಸಮರ್ಥ CEM ಸಂರಚನೆಯು ಪ್ರತಿ kWh ಗೆ ಅತ್ಯಧಿಕ ಮೋಲಾರ್ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ಉಪ್ಪಿನ ಸಂಗ್ರಹವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವನತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.
ಹಿಂದೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾದ ವೈಫಲ್ಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಲು, ನಾವು ರಂದ್ರ ಕ್ಯಾಷನ್ ಎಕ್ಸ್‌ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (PCEM) ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜಿತ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ಡ್ BPM ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಮೆಂಬರೇನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ (MEA) ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1c ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆ (HOR) ಮೂಲಕ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (H2) ಅನ್ನು ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಅಯಾನುಗಳು AEM ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಲು, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ BPM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಮತ್ತು CEM ನ ಇಂಟರ್‌ಸ್ಟೀಷಿಯಲ್ ರಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮತ್ತು ನಂತರ GDE ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲಕ ನಿರ್ಗಮಿಸಲು BPM ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ PCEM ಪದರವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. . ಈ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನಾವು 25 cm2 ಕೋಶ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ <2 V ಮತ್ತು 300 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ >75% FE ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಬಹು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ವಿನ್ಯಾಸವು ಇಂಧನ ಕೋಶ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ಸ್ಥಾವರಗಳಿಗೆ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವೇಗವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಸಂರಚನೆಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಹರಿವಿನ ಕೋಣೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಹಂತಗಳ ನಡುವೆ ಒತ್ತಡದ ಅಸಮತೋಲನವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಕೋಶ ಸಂರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ. ದ್ರವ ಹರಿವಿನ ಸರಂಧ್ರ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ರಚನೆಗಳಿಗೆ, ಮಧ್ಯಂತರ ಪದರದೊಳಗೆ ಒತ್ತಡದ ಕುಸಿತ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸರಂಧ್ರ ಮಧ್ಯಂತರ ಪದರವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಇವೆರಡೂ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಸಂವಹನಗಳ ಅಡ್ಡಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ನಿಂತಿರುವ ತೆಳುವಾದ ಸರಂಧ್ರ ಪದರಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಹೊಸ ಸಂರಚನೆಯು ಹರಿವಿನ ಕೋಣೆ ಅಥವಾ ಮಧ್ಯಂತರ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರದ ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರದ MEA ಸಂರಚನೆಯಾಗಿದೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಸಂರಚನೆಯು ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್, ಶಕ್ತಿ-ಸಮರ್ಥ, ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರದ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ನೇರ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶದಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ.
ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಾಸವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ CO2 ಕಡಿತ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ (ಉದಾ. 1-10 M KOH) ಸಂಯೋಜನೆಯೊಂದಿಗೆ MEA ಮತ್ತು AEM ಪೊರೆಯ ಸಂರಚನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕ್ಷಾರೀಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿವೆ (ಚಿತ್ರ 2a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ). ಈ ಸಂರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಅಯಾನುಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಜಾತಿಗಳಾಗಿ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತವೆ, ನಂತರ KCOOH ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆನೋಡಿಕ್ KOH ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಮೂಲಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 2b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಫಾರ್ಮೇಟ್ FE ಮತ್ತು ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸ್ಥಿರತೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯು ಕೇವಲ 10 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ FE ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 30% ರಷ್ಟು ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ S1a–c). ಕ್ಷಾರೀಯ ಆಮ್ಲಜನಕ ವಿಕಸನ ಕ್ರಿಯೆ (OER) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಆನೋಡಿಕ್ ಓವರ್‌ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಬೆಡ್ 33 ರೊಳಗೆ ಅಯಾನು ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು 1 M KOH ಅನೋಲೈಟ್ ಬಳಕೆಯು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಅನೋಲೈಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 0.1 M KOH ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ (ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ನಷ್ಟ) ಎರಡೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ S1d), ಇದು ಶೂನ್ಯ-ಮೊತ್ತದ ಟ್ರೇಡ್-ಆಫ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸಲಾಗಿದೆ; ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರಗಳಿಗಾಗಿ, "ವಿಧಾನಗಳು" ವಿಭಾಗವನ್ನು ನೋಡಿ. MEA ಮತ್ತು ಏಕ CEM ಮೆಂಬರೇನ್ ಸಂರಚನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಹ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S1f,g ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ FE ಫಾರ್ಮೇಟ್ 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ >60% ಆಗಿತ್ತು, ಆದರೆ ಹಿಂದೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಉಪ್ಪು ಸಂಗ್ರಹಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಎರಡು ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗಿ ಕುಸಿಯಿತು (ಚಿತ್ರ S11).
ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ CO2R, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆ (HOR) ಅಥವಾ OER ಮತ್ತು ನಡುವೆ ಒಂದು AEM ಮೆಂಬರೇನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರದ MEA ಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್. b ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ 1 M KOH ಮತ್ತು OER ಹರಿಯುವ ಈ ಸಂರಚನೆಗಾಗಿ FE ಮತ್ತು ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್. ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳು ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಅಳತೆಗಳ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿಚಲನವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ H2 ಮತ್ತು HOR ಹೊಂದಿರುವ FE ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ. ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ವಿಭಿನ್ನ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. d ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಬದಲಾದ BPM ನೊಂದಿಗೆ MEA ಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ. ಈ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಸಮಯಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ FE ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್. f ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ನಂತರ ಫಾರ್ವರ್ಡ್-ಬಿಯಾಸ್ಡ್ BPM MEA ಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಚಿತ್ರ.
ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿರುವ Pt-ಆನ್-ಕಾರ್ಬನ್ (Pt/C) ವೇಗವರ್ಧಕಕ್ಕೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 2d ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ವರ್ಡ್-ಬಯಾಸ್ಡ್ BPM ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. 200 mA/cm2 ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ 40 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ನಂತರ BPM ಶ್ರುತಿ ಘಟಕವು ವಿಫಲವಾಯಿತು, ಇದರೊಂದಿಗೆ 5 V ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉಲ್ಬಣವೂ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ (ಚಿತ್ರ 2e). ಪರೀಕ್ಷೆಯ ನಂತರ, CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಡಿಲಾಮಿನೇಷನ್ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಜೊತೆಗೆ, ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್, ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಂತಹ ಅಯಾನುಗಳು ಸಹ AEM ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಬಹುದು ಮತ್ತು CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ CO2 ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದ್ರವ ನೀರನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಇದು BPM ಡಿಲಾಮಿನೇಷನ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 2f) ಮತ್ತು, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೋಶ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಮೇಲಿನ ಸಂರಚನೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವೈಫಲ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಚಿತ್ರ 1c ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 3a38 ನಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ ಹೊಸ MEA ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇಲ್ಲಿ, PCEM ಪದರವು CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಿಂದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳ ವಲಸೆಗೆ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, PCEM ಇಂಟರ್‌ಸ್ಟೀಷಿಯಲ್ ಮಾರ್ಗವು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಪ್ರಸರಣ ಮಾಧ್ಯಮ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತದೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 80, 40 ಮತ್ತು 25 ಮಿಮೀ ದಪ್ಪವಿರುವ AEM ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 3b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿರೀಕ್ಷೆಯಂತೆ, ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ AEM ದಪ್ಪದೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾದರೂ, ದಪ್ಪವಾದ AEM ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ pH ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು H2 ಉತ್ಪಾದನೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 3c–e).
AEM ಮತ್ತು ರಂದ್ರ CEM ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಗಣೆ ಮಾರ್ಗಗಳೊಂದಿಗೆ MEA ರಚನೆಯ ವಿವರಣೆ. b ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ AEM ದಪ್ಪಗಳಲ್ಲಿ ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್. 80 μm (d) 40 μm, e) 25 μm ನ AEM ದಪ್ಪದೊಂದಿಗೆ ವಿವಿಧ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ EE ನಲ್ಲಿ. ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳು ಮೂರು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಅಳೆಯಲಾದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿಚಲನವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. f ವಿಭಿನ್ನ AEM ದಪ್ಪಗಳಲ್ಲಿ CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು pH ಮೌಲ್ಯದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು. ವಿಭಿನ್ನ AEM ಫಿಲ್ಮ್ ದಪ್ಪಗಳೊಂದಿಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪದರದಲ್ಲಿ f PC ಮತ್ತು pH. g CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರದೊಂದಿಗೆ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಿತರಣೆ.
ಚಿತ್ರ S2 ಪಾಯ್ಸನ್-ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್-ಪ್ಲಾಂಕ್ ಪರಿಮಿತ ಅಂಶ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು MEA ದಪ್ಪದಾದ್ಯಂತ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು pH ವಿತರಣೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ CEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಅತ್ಯಧಿಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 0.23 mol/L ಅನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಆಶ್ಚರ್ಯವೇನಿಲ್ಲ. AEM ನ ದಪ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ AEM ಮೂಲಕ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ ಪ್ರಸರಣದಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಹರಿವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರಗಳು 3 f ಮತ್ತು g ಕ್ರಮವಾಗಿ ಬ್ಯಾಕ್ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಿತರಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಹಾಸಿಗೆಯಲ್ಲಿ pH ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. AEM ಪೊರೆಯು ತೆಳುವಾಗಿದ್ದಷ್ಟೂ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬಳಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ pH ಆಮ್ಲೀಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದಪ್ಪವಾದ AEM ಪೊರೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಓಹ್ಮಿಕ್ ನಷ್ಟಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದ್ದರೂ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಮತ್ತು FE ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅವು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿವೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, AEM ದಪ್ಪವನ್ನು 80 μm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ <2 V ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ FE >75% ಮತ್ತು 25 cm2 ಕೋಶ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ 300 mA/cm2 ದೊರೆಯಿತು.
ಈ PECM-ಆಧಾರಿತ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 55 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಯಿತು. ಒಟ್ಟಾರೆ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮೊದಲ 3 ಗಂಟೆಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S3 ನಲ್ಲಿ ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. Pt/C ಆನೋಡಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಮೊದಲ 30 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ S3a). ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬಹುತೇಕ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉಳಿಯಿತು, ಇದು 0.6 mV/h ನ ಅವನತಿ ದರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 4a). ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ PV 76.5% ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನ PV 19.2% ಆಗಿತ್ತು. ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಮೊದಲ ಗಂಟೆಯ ನಂತರ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ FE 13.8% ಕ್ಕೆ ಇಳಿಯಿತು, ಇದು ಸುಧಾರಿತ ಫಾರ್ಮೇಟ್ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 1 ಗಂಟೆಯಲ್ಲಿ 62.7% ಕ್ಕೆ ಇಳಿಯಿತು ಮತ್ತು ಆನೋಡಿಕ್ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಬಹುತೇಕ ಶೂನ್ಯದಿಂದ 17.0% ಕ್ಕೆ ಏರಿತು. ತರುವಾಯ, H2, CO, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ FE ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆನೋಡಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ದರವು ಪ್ರಯೋಗದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉಳಿಯಿತು. ಮೊದಲ ಗಂಟೆಯಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು PCEM/AEM ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದಾಗಿರಬಹುದು. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಅದು ಪೊರೆಯ ರಂಧ್ರದ ಮೂಲಕ ನಿರ್ಗಮಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ FEM ಮೂಲಕವೇ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Pt/C ಆನೋಡ್ ಪದರವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು 60°C ನಲ್ಲಿ ದ್ರವವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅದರ ಶೇಖರಣೆಯು ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ಗಿಂತ ಆದ್ಯತೆಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.
a ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ vs ಸಮಯ (200 mA/cm2, 60 °C). ಇನ್ಸೆಟ್ ರಂಧ್ರವಿರುವ EM ಹೊಂದಿರುವ MEA ಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್: 300 µm. b Pt/C ಆನೋಡ್ ಬಳಸಿ 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಸಮಯದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ PE ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶುದ್ಧತೆ.
ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ (BOT) ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 55 ಗಂಟೆಗಳ ಸ್ಥಿರತೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ನಂತರ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ (EOT) ಮಾದರಿಗಳ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ನ್ಯಾನೊ-ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಕಂಪ್ಯೂಟೆಡ್ ಟೊಮೊಗ್ರಫಿ (ನ್ಯಾನೊ-CT) ಬಳಸಿ ಚಿತ್ರ 5 a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. EOT ಮಾದರಿಯು BOT ಗಾಗಿ 930 nm ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ 1207 nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದೊಡ್ಡ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈ-ಆಂಗಲ್ ರಿಂಗ್ ಡಾರ್ಕ್-ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (HAADF-STEM) ಚಿತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ-ಪ್ರಸರಣ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (EDS) ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 5b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. BOT ವೇಗವರ್ಧಕ ಪದರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಣ್ಣ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣಗಳನ್ನು ಹಾಗೂ ಕೆಲವು ದೊಡ್ಡ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, EOT ಹಂತದಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪದರವನ್ನು ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರದೇಶಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಒಂದು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಘನ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಹೆಚ್ಚು ರಂಧ್ರವಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳೊಂದಿಗೆ. ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ. EDS ಚಿತ್ರವು ದೊಡ್ಡ ಘನ ಕಣಗಳು Bi, ಬಹುಶಃ ಲೋಹೀಯ Bi ನಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಸರಂಧ್ರ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಕೋಶವನ್ನು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಿದಾಗ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿಭವವು Bi2O3 ನ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾದ ಇನ್ ಸಿತು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತವೆ. HAADF-STEM ಮತ್ತು EDS ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು Bi2O3 ಕಡಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅವು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಲೋಹದ ಕಣಗಳಾಗಿ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುತ್ತವೆ. BOT ಮತ್ತು EOT ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗಳ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನೆ ಮಾದರಿಗಳು EDS ಡೇಟಾದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 5c): BOT ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ Bi2O3 ಮಾತ್ರ ಪತ್ತೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು EOT ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಬೈಮೆಟಲ್ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. Bi2O3 ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮೇಲೆ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿಭವದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಮುಕ್ತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಭವದಿಂದ (+0.3 V vs RHE) -1.5 V (vs RHE) ಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ. RHE ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ Bi2O3 ಹಂತವು -0.85 V ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಲು ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ವರ್ಣಪಟಲದ ಅಂಚಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬಿಳಿ ರೇಖೆಯ ತೀವ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆ ಲೋಹೀಯ Bi -1.1 ನಲ್ಲಿ RHE ನ 90% ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. RHE ವಿರುದ್ಧ V (ಚಿತ್ರ 5d). ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಏನೇ ಇರಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, H2 ಮತ್ತು CO FE ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ರಚನೆಯಿಂದ ಊಹಿಸಿದಂತೆ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮೇಟ್‌ನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಆಯ್ಕೆಯು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
a ನ್ಯಾನೊ-ಎಕ್ಸ್-ರೇ CT ಬಳಸಿ ಪಡೆದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪದರದ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಣಗಳ ವಿತರಣೆ. ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್: 10 µm. b ಟಾಪ್ 2: BOT ಮತ್ತು EOT ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪದರಗಳ HAADF-STEM ಚಿತ್ರಗಳು. ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್: 1 µm. ಕೆಳಗೆ 2: EOT ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪದರದ ವಿಸ್ತರಿಸಿದ HADF-STEM ಮತ್ತು EDX ಚಿತ್ರಗಳು. ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್: 100 nm. c BOT ಮತ್ತು EOT ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮಾದರಿಗಳ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನಾ ಮಾದರಿಗಳು. d ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ 0.1 M KOH ನಲ್ಲಿ Bi2O3 ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನ ಸಿತು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವರ್ಣಪಟಲ (0.8 V ನಿಂದ -1.5 V vs. RHE).
ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಯಾವ ಅವಕಾಶಗಳಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಷ್ಟದ ಕೊಡುಗೆಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು H2 ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು39. 500 mA/cm2 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿಭವವು -1.25 V ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಆನೋಡಿಕ್ ವಿಭವವನ್ನು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ವಿನಿಮಯ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆ HOR ಮತ್ತು ಹಿಂದೆ ಅಳೆಯಲಾದ ಬಲ್ಟರ್-ವೋಲ್ಮರ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಊಹಿಸಲಾದ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಓವರ್‌ವೋಲ್ಟೇಜ್ HOR 40, ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಭಾಗವು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದಿಂದಾಗಿ. HOR41 ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಧಾನವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಣ್ಣ ದರವು ಆನೋಡಿಕ್ ವಿಭವದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆನೋಡಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರತಿಬಂಧವು ಸುಮಾರು 500 mV ಓವರ್‌ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
ಈ ಅಂದಾಜನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಆನೋಡ್ ಒಳಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರಿನ (DI) ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಹೊರಸೂಸುವ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು. ಚಿತ್ರ 6b ಮತ್ತು c ಗಳು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ DI ಫ್ಲಕ್ಸ್‌ನ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ FE, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರಿನ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು 3.3 mL/min ನಿಂದ 25 mL/min ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 0.27 mol/L ನಿಂದ 0.08 mol/L ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು. ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಕ್ಸಿಯಾ ಮತ್ತು ಇತರರು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು. 30 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 1.8 mol/L ನ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಒಟ್ಟಾರೆ FE ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಕಡಿಮೆಯಾದ ಹಿಂಭಾಗದ ಪ್ರಸರಣದಿಂದಾಗಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ pH ಹೆಚ್ಚು ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗುವುದರಿಂದ H2 ನ FE ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಗರಿಷ್ಠ DI ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಿತು, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 1.7 V ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ತಾಪಮಾನವು ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S10 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, PCEM-ಆಧಾರಿತ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪಗಳು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುವಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಕಡೆಗೆ ಸುಧಾರಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಯ್ಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಆನೋಡಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಸಾಧನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೂಲಕ.
a 60 °C, Pt/C ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು 80 µm AEM ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸೆಲ್ ಉಲ್ಲೇಖ H2 ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಭಜನೆ. b ಆನೋಡ್ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನ ವಿಭಿನ್ನ ಹರಿವಿನ ದರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ FE ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು. c ಆನೋಡ್ ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದಾಗ, ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 200 mA/cm2 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳು ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಅಳತೆಗಳ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿಚಲನವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. d US$0.068/kWh ಮತ್ತು US$4.5/kg ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸರಾಸರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿವಿಧ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನ ಹರಿವಿನ ದರಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಿಂದ ವಿಭಜಿಸಲಾದ ಕನಿಷ್ಠ ಮಾರಾಟ ಬೆಲೆ. (*: ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಕನಿಷ್ಠ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ 10 MFA ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ, ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸರಾಸರಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ $0.068/kWh, ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ $4.5/kg ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. **: ಕನಿಷ್ಠ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ FA ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1.3 M ಆನೋಡ್ ಆಗಿದೆ, ಭವಿಷ್ಯದ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ $0.03/kWh ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಚುಕ್ಕೆಗಳ ರೇಖೆಯು 85 wt% FA ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 5d ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ವಿವಿಧ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಧನ ಅಸೆಂಬ್ಲಿಗಳ ಕನಿಷ್ಠ ಮಾರಾಟ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ತಾಂತ್ರಿಕ-ಆರ್ಥಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (TEA) ನಡೆಸಲಾಯಿತು. TEA ಗಾಗಿ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಡೇಟಾವನ್ನು SI ನಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಆನೋಡ್ ನಿಷ್ಕಾಸದಲ್ಲಿ LC ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿನ ಕಡಿತದಿಂದಾಗಿ ಇಂಧನ ಜೋಡಣೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ವೆಚ್ಚವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಕ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆನೋಡಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ, ಕಡಿಮೆ ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (1.66 V) ಮತ್ತು ಎಫ್ಲುಯೆಂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ FA ಸಾಂದ್ರತೆಯ (10 M) ಸಂಯೋಜನೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ FA ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವೆಚ್ಚವನ್ನು 0.74 US ಡಾಲರ್‌ಗಳು/ಕೆಜಿಗೆ (ವಿದ್ಯುತ್ ಆಧರಿಸಿ) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಬೆಲೆ) $0.068/kWh ಮತ್ತು $4.5/kg ಹೈಡ್ರೋಜನ್42. ಇದಲ್ಲದೆ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುತ್‌ನ ಭವಿಷ್ಯದ ವೆಚ್ಚ $0.03/kWh ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ $2.3/kg ಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿದಾಗ, FA ತ್ಯಾಜ್ಯನೀರಿನ ಗುರಿಯನ್ನು 1.3 ಮಿಲಿಯನ್‌ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚ US$0.66/kg43 ಆಗಿದೆ. ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಬೆಲೆಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ರಚನೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ಭವಿಷ್ಯದ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ LC ಸಾಂದ್ರತೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಸೆಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವಾಗ ಆನೋಡೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.
ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ CO2 ಕಡಿತಕ್ಕಾಗಿ ನಾವು ಹಲವಾರು ಶೂನ್ಯ-ಅಂತರದ MEA ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ ಪೊರೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವರ್ಗಾವಣೆ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ರಂದ್ರ ಕ್ಯಾಷನ್ ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆ (PECM) ಸೇರಿದಂತೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಫಾರ್ವರ್ಡ್-ಬಯಾಸ್ಡ್ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಸಂರಚನೆಯು 0.25 M ವರೆಗಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (3.3 mL/min ನ ಆನೋಡ್ DI ಹರಿವಿನ ದರದಲ್ಲಿ) >96% ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ DI ಹರಿವಿನ ದರಗಳಲ್ಲಿ (25 mL/min), ಈ ಸಂರಚನೆಯು 25 cm2 ಕೋಶ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 1.7 V ನಲ್ಲಿ 200 mA/cm2 ನ >80% FE ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿತು. ಮಧ್ಯಮ ಆನೋಡಿಕ್ DI ದರಗಳಲ್ಲಿ (10 mL/min), PECM ಸಂರಚನೆಯು 200 mA/cm2 ನಲ್ಲಿ 55 ಗಂಟೆಗಳ ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ FE ಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿತು. ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಸಾಧಿಸಲಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆಯು ಅವುಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ನಂತರದ ಕೆಲಸವು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು, ಆನೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು MEA ರಚನೆಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ತ್ಯಾಜ್ಯನೀರು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಸರಳ ವಿಧಾನವು ಅನೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಲೈಟ್ ಕೋಣೆಗಳು, ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ವಸ್ತುಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕೋಶ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಸಂರಚನೆಯು ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ CO2 ಪರಿವರ್ತನೆ ಸ್ಥಾವರಗಳ ಭವಿಷ್ಯದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳದ ಹೊರತು, ಎಲ್ಲಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ದರ್ಜೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿದಂತೆ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಬಿಸ್ಮತ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕ (Bi2O3, 80 nm) ಅನ್ನು US ರಿಸರ್ಚ್ ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್, ಇಂಕ್ ನಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಪೌಡರ್ (AP1-CNN8-00-X) ಅನ್ನು IONOMR ಒದಗಿಸಿದೆ. ಓಮ್ನಿಸೋಲ್ವ್® ಬ್ರ್ಯಾಂಡ್ N-ಪ್ರೊಪನಾಲ್ (nPA) ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಪ್ಯೂರ್ ವಾಟರ್ (18.2 Ω, ಮಿಲ್ಲಿ–Q® ಅಡ್ವಾಂಟೇಜ್ A10 ವಾಟರ್ ಪ್ಯೂರಿಫೈಯೇಶನ್ ಸಿಸ್ಟಮ್) ಅನ್ನು ಮಿಲಿಪೋರ್ ಸಿಗ್ಮಾದಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಗಿದೆ. ACS ಪ್ರಮಾಣೀಕೃತ ಮೆಥನಾಲ್ ಮತ್ತು ಅಸಿಟೋನ್ ಅನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ VWR ಕೆಮಿಕಲ್ಸ್ BDH® ಮತ್ತು ಫಿಶರ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ನಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಗಿದೆ. 6.5 wt ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಮರ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಪಾಲಿಮರ್ ಪೌಡರ್ ಅನ್ನು ತೂಕದಿಂದ 1:1 ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಅಸಿಟೋನ್ ಮತ್ತು ಮೆಥನಾಲ್ ಮಿಶ್ರಣದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಯಿತು. 30 ಮಿಲಿ ಜಾರ್‌ನಲ್ಲಿ 20 ಗ್ರಾಂ Bi2O3, ಅಲ್ಟ್ರಾಪ್ಯೂರ್ ವಾಟರ್, nPA ಮತ್ತು ಅಯಾನೊಮರ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ವೇಗವರ್ಧಕ ಶಾಯಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ. ಸಂಯೋಜನೆಯು 30 wt.% ವೇಗವರ್ಧಕ, ಅಯಾನೊಮರ್ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅನುಪಾತ 0.02 ಮತ್ತು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅನುಪಾತ 2:3 (40 wt.% nPA) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು. ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು, 70 ಗ್ರಾಂ ಗ್ಲೆನ್ ಮಿಲ್ಸ್ 5mm ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಗ್ರೈಂಡಿಂಗ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಮಿಶ್ರಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಫಿಶರ್‌ಬ್ರಾಂಡ್™ ಡಿಜಿಟಲ್ ಬಾಟಲ್ ರೋಲರ್‌ನಲ್ಲಿ 80 rpm ನಲ್ಲಿ 26 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಇರಿಸಲಾಯಿತು. ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೊದಲು ಶಾಯಿಯನ್ನು 20 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಬಿಡಿ. 22°C ನಲ್ಲಿ 1/2″ x 16″ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ವೈರ್‌ವುಂಡ್ ರೀಫಿಲ್ (RD ಸ್ಪೆಷಾಲಿಟೀಸ್ - 60 ಮಿಲ್ ವ್ಯಾಸ) ಬಳಸಿ ಕ್ವಾಲ್‌ಟೆಕ್ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಲೇಪಕ (QPI-AFA6800) ಗೆ Bi2O3 ಶಾಯಿಯನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. 55 mm/sec ನ ಸ್ಥಿರ ಸರಾಸರಿ ವೇಗದಲ್ಲಿ ರಾಡ್ ಶೇಖರಣೆಯ ಮೂಲಕ 7.5 x 8 ಇಂಚಿನ ಸಿಗ್ರಾಸೆಟ್ 39 BB ಕಾರ್ಬನ್ ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ವಾಹಕ (ಇಂಧನ ಕೋಶ ಸಂಗ್ರಹಣೆ) ಗೆ 5 mL ವೇಗವರ್ಧಕ ಶಾಯಿಯನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಲೇಪಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಒಲೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಿ ಮತ್ತು 80 °C ನಲ್ಲಿ ಒಣಗಿಸಿ. GDE ಲೇಪನದ ರಾಡ್ ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರಗಳು S4a ಮತ್ತು b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. X-ರೇ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ (XRF) ಉಪಕರಣ (ಫಿಷರ್‌ಸ್ಕೋಪ್® XDV-SDD, ಫಿಷರ್-ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಇಂಕ್. USA) ಲೇಪಿತ GDE ಲೋಡಿಂಗ್ 3.0 mg Bi2O3/cm2 ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ.
ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆ (AEM) ಮತ್ತು ರಂದ್ರ CEM ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜಿತ ಪೊರೆಯ ಸಂರಚನೆಗಳಿಗಾಗಿ. 15 µm ನಾಮಮಾತ್ರ ದಪ್ಪವಿರುವ Nafion NC700 (ಕೆಮೋರ್ಸ್, USA) ಅನ್ನು CEM ಪದರವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಆನೋಡಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು FEM ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ 0.83 ರ ಅಯಾನೋಮರ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು 25 cm2 ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಪಡಿಸಲಾಯಿತು. 0.25 mg Pt/cm2 ಲೋಡಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (50 wt.% Pt/C, TEC 10E50E, TANAKA ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹ) ಹೊಂದಿರುವ ಬೆಂಬಲಿತ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅನ್ನು ಆನೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. Nafion D2020 (ಅಯಾನ್ ಪವರ್, USA) ಅನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆನೋಡ್ ಪದರಕ್ಕೆ ಅಯಾನೋಮರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. CEM ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ 3 ಮಿಮೀ ಅಂತರದಲ್ಲಿ ಸಮಾನಾಂತರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸುವ ಮೂಲಕ CEM ರಂಧ್ರವನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಂಧ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿವರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರಗಳು S12b ಮತ್ತು c ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಕಂಪ್ಯೂಟೆಡ್ ಟೊಮೊಗ್ರಫಿ ಬಳಸಿ, ಚಿತ್ರ S12d ಮತ್ತು e ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ರಂಧ್ರ ಅಂತರವು 32.6 μm ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಕೋಶ ಜೋಡಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕ-ಲೇಪಿತ ರಂದ್ರ CEM ಪೊರೆಯನ್ನು 25 cm2 ಟೋರೇ ಕಾಗದದ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಯಿತು (5 wt% PTFE ಚಿಕಿತ್ಸೆ, ಇಂಧನ ಕೋಶ ಅಂಗಡಿ, USA). 25, 40 ಅಥವಾ 80 μm ದಪ್ಪವಿರುವ AEM ಪೊರೆಯನ್ನು (ಪೈಪರ್ಐಒಎನ್, ವರ್ಸೋಜೆನ್, USA) CEM ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ನಂತರ GDE ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಯಿತು. ಸಂಪೂರ್ಣ ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಆವರಿಸಲು AEM ಪೊರೆಯನ್ನು 7.5 × 7.5 ಸೆಂ.ಮೀ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆಯ ಮೊದಲು 1 M ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ರಾತ್ರಿಯಿಡೀ ನೆನೆಸಲಾಯಿತು. ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಎರಡೂ 18% ರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ GDE ಸಂಕೋಚನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ದಪ್ಪವಿರುವ PTFE ಸ್ಪೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಜೋಡಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿವರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S12a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಜೋಡಿಸಲಾದ ಕೋಶವನ್ನು 60 °C (ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನಾ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗೆ 30, 60, ಮತ್ತು 80 °C) ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಯಿತು, ಆನೋಡ್‌ಗೆ 0.8 L/ನಿಮಿಷ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ 2 L/ನಿಮಿಷ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವುಗಳನ್ನು 100% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆರ್ದ್ರತೆ ಮತ್ತು 259 kPa ಸಂಪೂರ್ಣ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಆರ್ದ್ರಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಹಾಸಿಗೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ವಹನದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನಿಲ ಹರಿವನ್ನು 2 mL/ನಿಮಿಷ ದರದಲ್ಲಿ 1 M KOH ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಯಿತು. ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು 10 ಮಿಲಿ/ನಿಮಿಷ ದರದಲ್ಲಿ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಆನೋಡ್ ಅನಿಲದ ಹರಿವನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಿ. ಸಾಧನದ ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳ ವಿವರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S5 ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ನಿಷ್ಕಾಸ ಅನಿಲವು CO2 ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು CO ಮತ್ತು H2 ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಮೂಲಕ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ (2 °C ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕ). ಉಳಿದ ಅನಿಲವನ್ನು ಅನಿಲ ಸಮಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವವನ್ನು ಅನಿಲದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಆನೋಡ್ ಹರಿವು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಮೂಲಕವೂ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರನ್ನು ಶುದ್ಧವಾದ ಬಾಟಲುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ದ್ರವ ಕ್ರೊನೊಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾರ್ಮಿ ಪೊಟೆನ್ಟಿಯೊಸ್ಟಾಟ್ (ಉಲ್ಲೇಖ ಸಂಖ್ಯೆ 30K, ಗ್ಯಾಮ್ರಿ, USA) ಬಳಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಧ್ರುವೀಕರಣ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೊದಲು, 2.5 mA/cm2 ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ದರದೊಂದಿಗೆ ರೇಖೀಯ ವೋಲ್ಟಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕೋಶವನ್ನು 0 ರಿಂದ 250 mA/cm2 ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ 4 ಬಾರಿ ಕಂಡೀಷನ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ಅನೋಲೈಟ್ ದ್ರವವನ್ನು ಮಾದರಿ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ಕೋಶವನ್ನು 4 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ಗ್ಯಾಲ್ವನೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಧ್ರುವೀಕರಣ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು.
ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡಿಕ್ ವಿಭವಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ನಾವು MEA ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ. ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ S6a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. MEA ಮೆಂಬರೇನ್ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ನಾಫಿಯಾನ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (ನಾಫಿಯಾನ್ 211, ಅಯಾನ್‌ಪವರ್, USA) ಅನ್ನು ಅಯಾನಿಕ್ ಸೇತುವೆಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ನಾಫಿಯಾನ್ ಪಟ್ಟಿಯ ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು 0.25 mg Pt/cm2 (50 wt% Pt/C, TEC10E50E, TANAKA ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳು) ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ 1 cm2 ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ (GDE) ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು 29BC ಕಾರ್ಬನ್ ಪೇಪರ್ (ಇಂಧನ ಕೋಶ ಅಂಗಡಿ, USA) ಮೇಲೆ ಸಿಂಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಶೇಷ ಪಾಲಿಥೆರೆಥರ್ಕೆಟೋನ್ (PEEK) ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಅನ್ನು ಅನಿಲ ಸೀಲ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು GDE ಮತ್ತು ನಾಫಿಯಾನ್ ಪಟ್ಟಿಗಳ ನಡುವೆ ಉತ್ತಮ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಇಂಧನ ಕೋಶ ಯಂತ್ರಾಂಶಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾಫಿಯಾನ್ ಪಟ್ಟಿಯ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯನ್ನು CEM ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಚಾಚಿಕೊಂಡಿರುವ ಅಂಚಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ S6b MEA ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾದ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ನಿಷ್ಕಾಸ ಅನಿಲವು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಮತ್ತು ಅನಿಲ-ದ್ರವ ವಿಭಜಕದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ಅನಿಲ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಅನಿಲವನ್ನು 4900 ಮೈಕ್ರೋ GC (10 μm ಆಣ್ವಿಕ ಜರಡಿ, ಅಜಿಲೆಂಟ್) ಬಳಸಿ ಕನಿಷ್ಠ ಮೂರು ಬಾರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಜಡ ಬಹು-ಪದರದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಫಾಯಿಲ್ ಅನಿಲ ಮಾದರಿ ಚೀಲಗಳಲ್ಲಿ ಸುಪೆಲ್™ (ಸಿಗ್ಮಾ-ಆಲ್ಡ್ರಿಚ್) ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಧಿಗೆ (30 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು) ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಎರಡು ಗಂಟೆಗಳ ಒಳಗೆ ಮೈಕ್ರೊಗ್ಯಾಸ್ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಾಫ್‌ಗೆ ಹಸ್ತಚಾಲಿತವಾಗಿ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 110°C ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಯಿತು. ಕಾರ್ಬನ್ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ (CO) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (H2) ಅನ್ನು ಆರ್ಗಾನ್ (ಮ್ಯಾಥೆಸನ್ ಗ್ಯಾಸ್-ಮ್ಯಾಥೆಸನ್ ಪ್ಯೂರಿಟಿ) ಅನ್ನು ವಾಹಕ ಅನಿಲವಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಿಸಿಯಾದ (105°C) ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾದ (28 psi) 10 ಮೀ MS5A ಕಾಲಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಪತ್ತೆಕಾರಕ (TCD) ಬಳಸಿ ಪತ್ತೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. GC ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಾಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು CO ಮತ್ತು H2 ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ S7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ದ್ರವ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಮಯಕ್ಕೆ (120 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು) ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ, 0.22 μm PTFE ಸಿರಿಂಜ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಬಳಸಿ 2 mL ವೈಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ವೈಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ದ್ರವ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಅಜಿಲೆಂಟ್ 1260 ಇನ್ಫಿನಿಟಿ II ಬಯೋಇನೆರ್ಟ್ ಹೈ-ಪರ್ಫಾರ್ಮೆನ್ಸ್ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿ (HPLC) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಯಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ 20 μl ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆಟೋಸ್ಯಾಂಪ್ಲರ್ (G5668A) ಮೂಲಕ 4 mM ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ (H2SO4) ಮೊಬೈಲ್ ಹಂತದೊಂದಿಗೆ 0.6 ಮಿಲಿ/ನಿಮಿಷದ ಹರಿವಿನ ದರದಲ್ಲಿ (ಕ್ವಾಟರ್ನರಿ ಪಂಪ್ G5654A) ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಿದ (35°C, ಕಾಲಮ್ ಓವನ್ G7116A) ಅಮಿನೆಕ್ಸ್ HPX-87H 300 × 7.8 mm (ಬಯೋ-ರಾಡ್) ಮೇಲೆ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಯಿತು, ಮೊದಲು ಮೈಕ್ರೋ-ಗಾರ್ಡ್ ಕ್ಯಾಟೇಶನ್ H ಗಾರ್ಡ್ ಕಾಲಮ್ ಇತ್ತು. ಡಯೋಡ್ ಅರೇ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ (DAD) ಬಳಸಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲಾಯಿತು. 210 nm ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು 4 nm ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿ. HPL ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಾಮ್ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯ ರೇಖೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ S7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಅನಿಲ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು (CO ಮತ್ತು H2) FE ಅನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲದ ಒಟ್ಟು ಮೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ:
ಅವುಗಳಲ್ಲಿ: \({n}_{i}\): ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ. \(F\): ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕ. \({C}_{i}\): HPLC ದ್ರವ ಉತ್ಪನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆ. \(V\): ನಿಗದಿತ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ದ್ರವ ಮಾದರಿಯ ಪರಿಮಾಣ t. \(j\): ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ. \(A\): ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಪ್ರದೇಶ (25 cm2). \(t\): ಮಾದರಿ ಸಮಯ. \(P\): ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡ. \({x}_{i}\): GC ಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಅನಿಲದ ಮೋಲ್ ಶೇಕಡಾ. \(R\): ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರಾಂಕ. \(T\): ತಾಪಮಾನ.
ಆನೋಡಿಕ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಇಂಡಕ್ಟಿವ್ಲಿ ಕಪಲ್ಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಟಾಮಿಕ್ ಎಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (ICP-OES) ಬಳಸಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಸೋರಿಕೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹರಡಬಹುದಾದ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳಲ್ಲಿ Ti, Pt, Bi ಮತ್ತು K ಸೇರಿವೆ. K ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, ಎಲ್ಲಾ ಇತರ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಪತ್ತೆ ಮಿತಿಗಿಂತ ಕೆಳಗಿದ್ದವು. ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿ, ಆನೋಡ್ ಅನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಇತರ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಬಿಡಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೀಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು
ಫಾರ್ಮೇಟ್/FA ಉತ್ಪಾದನೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ MEA ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸೇವಿಸುವ ಪ್ರತಿ kWh ವಿದ್ಯುತ್‌ಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ FA ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು mol/kWh ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಕೋಶ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾರಡೆ ದಕ್ಷತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಇದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಒಟ್ಟಾರೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಮೂರು ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಸನ, CO2 ಅನ್ನು CO ಗೆ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು CO2 ಅನ್ನು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವುದು. ಆಂಟನ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾವು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ FE ಅನ್ನು ಎರಡು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸಂಗ್ರಹ ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ. ಒಟ್ಟಾರೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಹೀಗೆ ಬರೆಯಬಹುದು:
HPLC ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು CO ಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ನಾವು GC ಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಪೂರಕ ಚಿತ್ರ S5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಸೆಟಪ್ ಬಳಸಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕೊಠಡಿಯಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಫಾರ್ಮೇಟ್‌ನ ಪ್ರಮಾಣವು ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿದೆ, ಸರಿಸುಮಾರು ಎರಡು ಆರ್ಡರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು SC ಯ ಒಟ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದ 0.5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ.
ಇಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ನಿರಂತರ ಸಾರಿಗೆ ಮಾದರಿಯು ಇದೇ ರೀತಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಮೇಲಿನ ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ34. ಪಾಯ್ಸನ್-ನರ್ಸ್ಟ್-ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ (PNP) ಸಮೀಕರಣಗಳ ಸಂಯೋಜಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ವಾಹಕ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಸಮೀಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ರೇಖಾಗಣಿತದ ವಿವರವಾದ ಅವಲೋಕನವನ್ನು SI ನಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ.
ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಎಂಟು ಜಲೀಯ ವಸ್ತುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ (\({{{{{\rm{C}}}}}}}}{{{{{\rm{O}}}}}}}_{2 \left ({{{{{\rm{aq}}}}}}}\right)}\), \({{{{{\rm{H}}}}}}}^{+ } ), \ ({{{{\rm{O}}}}}}}{{{{{\rm{H}}}}}}^{-}\), \({{{{{{{\rm{HCO}}}}}}_{3}^{-}\), \({{{{{\rm{CO}}}}}}_{3}^{ 2-} \ ),\ ({{{{\rm{HCOOH}}}}}}}}}}}}}}}}}}}^{- }) ಮತ್ತು \({{{{\rm{K}}}}}^{+})), ಅಯಾನಿಕ್ ವಾಹಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ (\({\phi }_{I}})) ಮತ್ತು ಆನೋಡಿಕ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕತೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ವಿಭವ. ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ (\({\phi }_{A}\) ಮತ್ತು \({\phi }_{C}\) ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ವಿಭವಗಳು). ಬದಲಾಗಿ, ಸ್ಥಳೀಯ ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥತೆ ಅಥವಾ ಚಾರ್ಜ್ ವಿತರಣಾ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪಾಯ್ಸನ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪರಿಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಈ ವಿಧಾನವು CEM|AEM, CEM|ಪೋರ್ ಮತ್ತು AEM|ಪೋರ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಡೊನ್ನನ್ ವಿಕರ್ಷಣ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಮಾದರಿ ಮಾಡಲು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆನೋಡಿಕ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸರಂಧ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ (PET) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಖಕರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಕಾರ, ಈ ಕೆಲಸವು ಬಹು ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ PET ಯ ಮೊದಲ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
GDE BOT ಮತ್ತು EOT ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು 8.0 keV ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಮೂಲ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಸಮ್ಮಿಳನದೊಂದಿಗೆ Zeiss Xradia 800 Ultra ಬಳಸಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು. 50 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಮಾನ್ಯತೆ ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ -90° ನಿಂದ 90° ವರೆಗೆ 901 ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಯಿತು. 64 nm ನ ವೋಕ್ಸೆಲ್ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ ಪ್ರೊಜೆಕ್ಷನ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಬಳಸಿ ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣವನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬರೆದ ಕೋಡ್ ಬಳಸಿ ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು ಕಣ ಗಾತ್ರದ ವಿತರಣೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಪರೀಕ್ಷಾ MEA ಗಳನ್ನು ವಜ್ರದ ಚಾಕುವಿನಿಂದ ಅಲ್ಟ್ರಾಥಿನ್ ವಿಭಾಗೀಕರಣಕ್ಕೆ ತಯಾರಿಗಾಗಿ ಎಪಾಕ್ಸಿ ರಾಳದಲ್ಲಿ ಎಂಬೆಡ್ ಮಾಡುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ MEA ಯ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗವನ್ನು 50 ರಿಂದ 75 nm ದಪ್ಪಕ್ಕೆ ಕತ್ತರಿಸಲಾಯಿತು. ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (STEM) ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ-ಪ್ರಸರಣ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (EDS) ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡಲು ಟ್ಯಾಲೋಸ್ F200X ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (ಥರ್ಮೋ ಫಿಶರ್ ಸೈಂಟಿಫಿಕ್) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವು 4 ಕಿಟಕಿಗಳಿಲ್ಲದ SDD ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ EDS ಸೂಪರ್-X ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು 200 kV ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಪೌಡರ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ ಪ್ಯಾಟರ್ನ್‌ಗಳನ್ನು (PXRD) ಬ್ರೂಕರ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ D8 ಪೌಡರ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಟೋಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ Ni-ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಿದ Cu Kα ವಿಕಿರಣದೊಂದಿಗೆ 40 kV ಮತ್ತು 40 mA ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು 10° ರಿಂದ 60° ವರೆಗೆ, ಹಂತದ ಗಾತ್ರ 0.005° ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಸ್ವಾಧೀನ ವೇಗವು ಪ್ರತಿ ಹಂತಕ್ಕೆ 1 ಸೆಕೆಂಡ್ ಆಗಿದೆ.
Bi2O3 Bi L3 ವೇಗವರ್ಧಕದ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರುವ RAS ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಮನೆಯಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಕೋಶವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. Bi2O3 ವೇಗವರ್ಧಕ ಅಯಾನೊಮರ್ ಶಾಯಿಯನ್ನು 26.1 mg Bi2O3 ಅನ್ನು 156.3 μL ಅಯಾನೊಮರ್ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ (6.68%) ಬೆರೆಸಿ 1 M KOH, ನೀರು (157 μL) ಮತ್ತು ಐಸೊಪ್ರೊಪಿಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ (104 μL) ನೊಂದಿಗೆ ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸಿ ಅಯಾನೊಮರ್ ಶಾಯಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ವೇಗವರ್ಧಕ ಗುಣಾಂಕ 0.4 ಆಗಿದೆ. Bi2O3 ವೇಗವರ್ಧಕ ಲೋಡಿಂಗ್ 0.5 mg/cm2 ತಲುಪುವವರೆಗೆ ಶಾಯಿಯನ್ನು ಆಯತಾಕಾರದ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ (10×4 ಮಿಮೀ) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಯ ಉಳಿದ ಭಾಗವನ್ನು ಕ್ಯಾಪ್ಟನ್‌ನಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕ-ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಯನ್ನು ಎರಡು PTFE ಗಳ ನಡುವೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ರೂಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋಶದ ದೇಹಕ್ಕೆ (PEEK) ಸುರಕ್ಷಿತಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು, ಚಿತ್ರ S8. Hg/HgO (1 M NaOH) ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಕಾಗದವನ್ನು ಕೌಂಟರ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. Hg/HgO ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್-ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ 0.1 M KOH ನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾದ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ತಂತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ವಿಭವಗಳನ್ನು ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ (RHE) ಮಾಪಕಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿತು. 0.1 M KOH ನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾದ Bi2O3/ಗ್ರಾಫೀನ್ ಶೀಟ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವಿಭವವನ್ನು 30 °C ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ XRD ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಚಲನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಕೋಶದ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇನ್ಲೆಟ್ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಔಟ್ಲೆಟ್ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪದರವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು CH ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟ್ಸ್ 760e ಪೊಟೆನ್ಟಿಯೊಸ್ಟಾಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ವಿಭವ ಅನುಕ್ರಮವು ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಭವವಾಗಿತ್ತು: -100, -200, -300, -400, -500, -800, -850, -900, -1000, -1100, -1500 ಮತ್ತು +700 mV RHE ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ. ಎಲ್ಲಾ iR ವಿಭವಗಳನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ.
Bi L3 ಅಂಚಿನ (Bi ಲೋಹಕ್ಕೆ ~13424 eV) ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ (XAFS) ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಚಾನೆಲ್ 10-ID, ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ಡ್ ಫೋಟಾನ್ ಸೋರ್ಸ್ (APS), ಅರ್ಗೋನ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಾದರಿ ಮಾಪನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದಿಂದ ತಂಪಾಗಿಸಿದ ಎರಡು-ಸ್ಫಟಿಕ Si(111) ಏಕವರ್ಣವನ್ನು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ವಿಷಯವನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಲು ರೋಡಿಯಂ-ಲೇಪಿತ ಕನ್ನಡಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು 13200 ರಿಂದ 14400 eV ವರೆಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಸೋಲರ್ ಸ್ಲಿಟ್‌ಗಳಿಲ್ಲದೆ 5 × 5 ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪಿನ್ ಡಯೋಡ್ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರತಿದೀಪಕತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ಎರಡನೇ ಉತ್ಪನ್ನದ ಶೂನ್ಯ ದಾಟುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು Pt ಫಾಯಿಲ್‌ನ L2 ಅಂಚಿನ ಮೂಲಕ 13271.90 eV ನಲ್ಲಿ ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶದ ದಪ್ಪದಿಂದಾಗಿ, ಉಲ್ಲೇಖ ಮಾನದಂಡದ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಪ್ರಯೋಗದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಅಳತೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಘಟನೆಯ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಕ್ಯಾನ್-ಟು-ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಬದಲಾವಣೆಯು ±0.015 eV ಆಗಿದೆ. Bi2O3 ಪದರದ ದಪ್ಪವು ಘಟನೆಯ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಶೋಧಕಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟದ ಸ್ವಯಂ-ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ; ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ಘಟನೆಯ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಕಾರಕಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸ್ಥಿರ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಸ್ಕ್ಯಾನ್‌ಗಳನ್ನು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಒಂದೇ ರೀತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಥೇನಾ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನ ರೇಖೀಯ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ (ಆವೃತ್ತಿ 0.9.26) ಬಳಸಿಕೊಂಡು Bi ಮತ್ತು Bi2O3 ಮಾನದಂಡಗಳ XANES ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬಿಸ್ಮತ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ರೂಪವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಹತ್ತಿರದ-ಕ್ಷೇತ್ರ XAFS ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಕೋಡ್ IFEFFIT 44 ಮೂಲಕ.
ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿನ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ದತ್ತಾಂಶ ಮತ್ತು ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಇತರ ತೀರ್ಮಾನಗಳು ಸಂಬಂಧಿತ ಲೇಖಕರಿಂದ ಸಮಂಜಸವಾದ ಕೋರಿಕೆಯ ಮೇರೆಗೆ ಲಭ್ಯವಿದೆ.
ಕ್ರಾಂಡಾಲ್ ಬಿಎಸ್, ಬ್ರಿಕ್ಸ್ ಟಿ., ವೆಬರ್ ಆರ್ಎಸ್ ಮತ್ತು ಜಿಯಾವೊ ಎಫ್. ಹಸಿರು ಮಾಧ್ಯಮ ಪೂರೈಕೆ ಸರಪಳಿಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ-ಆರ್ಥಿಕ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ H2. ಇಂಧನ ಇಂಧನಗಳು 37, 1441–1450 (2023).
ಯೂನಾಸ್ ಎಂ, ರೆಜಕಜೆಮಿ ಎಂ, ಅರ್ಬಾಬ್ ಎಂಎಸ್, ಶಾ ಜೆ ಮತ್ತು ರೆಹಮಾನ್ ವಿ. ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ವಿತರಣೆ: ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾದ ಏಕರೂಪದ ಮತ್ತು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣ. ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯತೆ. ಜೆ. ಗಿಡ್ರೋಗ್. ಎನರ್ಜಿ 47, 11694–11724 (2022).
ನೀ, ಆರ್. ಮತ್ತು ಇತರರು. ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲೆ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ವೇಗವರ್ಧಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣದಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿ. AKS ಕ್ಯಾಟಲಾಗ್. 11, 1071–1095 (2021).
ರಹಿಮಿ, ಎ., ಉಲ್ಬ್ರಿಚ್, ಎ., ಕುಹ್ನ್, ಜೆಜೆ, ಮತ್ತು ಸ್ಟಾಲ್, ಎಸ್ಎಸ್. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ-ಪ್ರೇರಿತ ಡಿಪೋಲಿಮರೀಕರಣ ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ ಲಿಗ್ನಿನ್ ಅನ್ನು ಆರೊಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು. ನೇಚರ್ 515, 249–252 (2014).
ಶುಲರ್ ಇ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು CO 2 ಬಳಕೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಮಧ್ಯಂತರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹಸಿರು. ರಾಸಾಯನಿಕ. 24, 8227–8258 (2022).
ಝೌ, ಹೆಚ್. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಲಿಗ್ನಿನ್ ಅಂಶದ ಒಟ್ಟಾರೆ ವರ್ಧನೆಗಾಗಿ ಫ್ಲೋ-ಥ್ರೂ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜೀವರಾಶಿಯ ತ್ವರಿತ ವಿನಾಶಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಭಿನ್ನರಾಶಿ (≤15 ನಿಮಿಷ). ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ 12, 1213–1221 (2019).
ಕ್ಯಾಲ್ವಿ, ಸಿಎಚ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ವಿಕಸನೀಯ ಮಾಹಿತಿ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಬಳಸಿ ಫಾರ್ಮೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕ್ಯುಪ್ರಿಯಾವಿಡಸ್ ನೆಕೇಟರ್ H16 ನ ವರ್ಧಿತ ಬೆಳವಣಿಗೆ. ಮೆಟಾಬಾಲೈಟ್‌ಗಳು. ಎಂಜಿನಿಯರ್. 75, 78–90 (2023).
ಇಶಾಯ್, ಒ. ಮತ್ತು ಲಿಂಡ್ನರ್, ಎಸ್.ಎನ್. ಗೊನ್ಜಾಲೆಜ್ ಡಿ ಲಾ ಕ್ರೂಜ್, ಜೆ., ಟೆನೆನ್‌ಬೋಯಿಮ್, ಹೆಚ್. ಮತ್ತು ಬಾರ್-ಈವ್ನ್, ಎ. ಬಯೋಎಕನಾಮಿಕ್ಸ್ ಆಫ್ ಫಾರ್ಮ್ಯಾಟ್ಸ್. ಕರೆಂಟ್. ಅಭಿಪ್ರಾಯ. ರಾಸಾಯನಿಕ. ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ. 35, 1–9 (2016).