CO2 환원 및 고체 상태 막 전극 조립 전기분해용 다기능 가스 확산 전기화학 셀

제품 개요

지속 가능한 화학 공정 개발과 고효율 이산화탄소(CO2) 활용에는 예외적으로 정밀하고 매우 다재다능한 연구 장비가 필요합니다. 이 다기능 전기화학 셀은 고급 CO2 환원 반응(CO2RR)을 조사하는 연구소를 위해 특별히 설계된 최첨단 모듈식 시스템을 나타냅니다. 가장 수요가 많은 세 가지 전기촉매 구성을 통합된 프레임워크에 통합함으로써, 이 시스템은 단일 용도 반응기를 여러 개 구매할 필요를 없애는 유연하고 강력한 테스트 플랫폼을 제공합니다. 연구원들은 가스 확산 전극(GDE) 연구, 고체 상태 전해질(SSE) 액체 합성 및 고성능 제로 갭(Zero-gap) 막 전극 조립(MEA) 테스트 간에 노력 없이 전환할 수 있으며, 이를 통해 다양한 작동 구성에서 촉매 제형에 대한 직접적이고 표준화된 비교가 가능합니다.

고순도 티타늄과 의료용 등급 PEEK으로 제작된 이 시스템은 높은 전류 밀도와 까다로운 산성 또는 알칼리성 환경에서 예외적인 화학적 안정성, 내부식성 및 구조적 무결성을 보장합니다. 정밀 CNC 가공된 뱀형(Serpentine) 유동장은 활성 영역 전체에 걸쳐 최적의 물질 전달과 균일한 반응물 분배를 보장하며, 이는 장기 안정성 시험 중 정상 상태 조건을 유지하는 데 필수적입니다. 주요 응용 분야는 청정 에너지이 연구, 탄소 포집 및 활용(CCU) 프로젝트, 주요 대학의 화학 공학 연구, 합성 연료, 녹색 화학 물질 및 수소 생성 기술을 탐구하는 산업 R&D 시설 등입니다.

적층 밀봉 메커니즘을 통합하여 이 장치는 전극 설치를 간소화하고 기존 사용자 정의 가스 확산 셀의 일반적인 문제점인 가스 또는 전해질 누설(우회) 위험을 최소화합니다. 연구원들은 가변 압축 사이클 중에도 양극과 음극 사이의 간격을 매우 일관되게 유지할 수 있으며, 이는 매우 재현 가능한 전기화학 데이터를 보장합니다. 이는 엄격하고 연속적인 테스트 일정하에서 제품 선택성, 패러데이 효율 및 장기 촉매 열화 테스트에 대한 비할 데 없는 확신을 제공합니다.

주요 특징

• 다중 구성 3合1 적응성: 이 반응기는 GDE, 고체 상태 전해질 및 MEA 구성 간의 신속한 전환을 지원하는 독특한 다부품 모듈식 설계를 특징으로 합니다. 이러한 유연성을 통해 연구소는 여러 개의 독립형 셀 본체에 투자하는 비용 없이 기체 상태 전기 환원에서 직접 액체 연료 생성으로 연구 초점을 전환할 수 있습니다.
• 프리미엄 티타늄 유동장: 유동 플레이트는 고순도 티타늄으로 정밀 밀링되어 우수한 전자 전도성과 완전한 화학적 불활성을 제공합니다. 이 프리미엄 구조는 배경 금속 오염이나 부식 위험을 제거하여 수집된 분석 데이터가 목표 전기촉매 역학만을 반영하도록 합니다.
• 교체 가능한 고순도 니켈 옵션: 음극 유동 플레이트는 선택 사항인 고순도 니켈 부품으로 쉽게 교체하여 특정 염기성 매체 전기분해 또는 대체 환원 경로에 대한 역학을 최적화할 수 있습니다. 이 사용자 정의 인터페이스는 실험 창을 확장하여 다양한 분극 수준 하에서 다양한 촉매-기질 상호작용에 대한 연구를 가능하게 합니다.
• 고순도 PEEK 중앙 프레임 절연: 중요한 구조적 중앙 스페이서는 전체 pH 범위에서 비할 데 없는 내화학성을 가진 고성능 열가소성 플라스틱인 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 가공됩니다. PEEK 블록은 작업 전극과 대향 전극 사이의 절대적인 전기적 절연을 보장하는 동시에 압축 하에서 우수한 열적 및 기계적 안정성을 제공합니다.
• 정밀 밀링된 뱀형 유로: 유동 플레이트의 활성 영역은 유체 역학 모델링을 통해 설계된 뱀형 유로를 통합하여 반응물 가스의 매우 균일한 분배를 보장합니다. 이 기하학적 구조는 농도 분극을 최소화하고 정체 포켓 형성을 방지하며 전체 활성 촉매 영역에 걸쳐 균일한 물질 전달을 보장합니다.
• 최적화된 전극 및 챔버 기하학: 정밀하게 보정된 중앙 챔버와 가스 확산 모드에서 고정된 양극-음극 간격을 통합하여 이 셀은 매우 재현 가능한 옴 저항을 보장합니다. 이 정밀한 치수 제어를 통해 연구소는 테스트 조건을 쉽게 재현하고 절대적인 확신을 가지고 패러데이 효율 결과를 비교할 수 있습니다.
• 고급 적층 밀봉 조립체: 시스템은 부품 정렬을 간소화하고 양극 교체를 매우 빠르게 만드는 고급 적층 압축 밀봉 기술을 사용합니다. 이 신뢰할 수 있는 밀봉 메커니즘은 높은 유속 및 가압 작동 중에도 액체 누설이나 가스 누출을 방지하여 깨끗하고 안전한 실험실 작업 공간을 보장합니다.
• 통합 기준 전극 포트: 전용 기준 전극 파이프라인 조립체를 통해 활성 인터페이스 근처의 국부적 전위 강하를 직접 현장(in-situ) 측정할 수 있습니다. 이 추가 기능은 연구원에게 정밀한 전기화학 전위 데이터를 제공하며, 이는 실제 과전위를 결정하고 정확한 타펠 플롯을 작성하는 데 필수적입니다.

응용 분야

기술 사양

이 다기능 전기화학 셀 시스템은 기본 모델 PL-DJ31을 중심으로 구성되며, 이는 4개의 고도로 전문화된 모듈식 부품(PL-DJ31-A, PL-DJ31-B, PL-DJ31-C, 및 PL-DJ31-D)으로 구성됩니다. 이러한 모듈은 아래 기술 매개변수에 상세된 대로 3가지 고유한 반응 모달리티를 달성하기 위해 특정 구성으로 결합할 수 있습니다.

핵심 시스템 사양

모듈식 부품 및 재질 구성

구성 조합 및 작동 모드

• 조합 1: CO2 환원 가스 확산 전기분해 셀
  • 구성 모듈: PL-DJ31-A + PL-DJ31-B + PL-DJ31-C + PL-DJ31-D
  • 작동 특성: 4개의 구성 요소를 모두 사용하여 클래식한 가스 확산 전극 셀을 구축합니다. 양극과 음극 사이의 거리는 정확히 1.6 mm로 유지됩니다. 적층 압축 밀봉은 견고하고 기밀성 있는 맞춤을 제공하여 양극 장착을 빠르고 안전하며 매우 편리하게 만듭니다.
• 조합 2: 순수 액체 생성물용 고체 상태 전기분해 셀
  • 구성 모듈: PL-DJ31-A + PL-DJ31-B + PL-DJ31-C
  • 작동 특성: 두께 1.2 mm의 중앙 공동이 있는 I자형 중앙 챔버 스페이서(PL-DJ31-B)를 사용합니다. 이 공동은 고체 상태 전해질 구획으로 작용하여 양극 및 음극 유동 플레이트를 분리하고 기체 반응물로부터 직접 순수하고 염분이 없는 액체 생성물을 포집합니다.
• 조합 3: CO2 환원 막 전극 조립(MEA) 셀
  • 구성 모듈: PL-DJ31-A + PL-DJ31-C
  • 작동 특성: 제로 갭 구성으로 두 개의 뱀형 유동장 플레이트를 직접 연결하여 그 사이에 막 전극 조립을 단단히 고정합니다. 이는 전기적 접촉을 극대화하고 고효율 고속 전기화학 환원을 위해 내부 저항을 최소화합니다.

이 제품을 선택해야 하는 이유

• 비할 데 없는 엔지니어링 정밀도: 고급 CNC 가공을 통해 마이크론 수준의 공차로 설계되어 유로의 완벽한 정렬과 활성 막 또는 GDL 전체의 균일한 압축을 보장하며 국부적인 핫 스팟이나 우회 경로를 제거합니다.
• 프리미엄 재질 추적성: 모든 티타늄, 니켈 및 PEEK 부품은 미량 금속 오염을 방지하고 고감도 분석 결과의 무결성을 보장하기 위해 보증된 고순도 수준의 완전히 인증된 원자재로 제작됩니다.
• 모듈식 투자 보호: 이 다기능 장치에 투자하면 장기적인 유틸리티가 보장됩니다. 가스 확산에서 MEA 테스트로 전환할 때 전체 설정을 교체하는 대신 사용자는 모듈식 적층 구성만 조정하면 됩니다.
• 강력한 내부식성: 고도로 공격적인 산성 및 알칼리성 전해질, 높은 전류 밀도, 빈번한 분해/세척 과정을 견디도록 설계되어 이 셀은 까다로운 연구 환경에서 수년간 문제 없는 작업을 제공합니다.
• 종합 맞춤화 기능: 포괄적인 사내 맞춤 가공 역량을 활용하여 KINTEK은 귀하의 맞춤 실험 요구 사항에 완벽하게 부합하도록 맞춤형 뱀형 유로 패턴, 변경된 채널 깊이, 전문화된 스페이서 두께 및 대체 중합체 구조를 공급할 수 있습니다.

귀하의 특정 전기화학 연구 요구 사항에 대한 견적을 요청하거나 맞춤형 수정에 대해 논의하려면 오늘 영업 기술 지원 팀에 문의하십시오.

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