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Investigation of gas-diffusion electrodes applied in alkaline CO2 electrolysis by electrochemical impedance spectroscopy (EIS)

Wagner, Norbert und Bienen, Fabian und Kopljar, Dennis und Löwe, Armin und Klemm, Elias und Friedrich, Kaspar Andreas (2019) Investigation of gas-diffusion electrodes applied in alkaline CO2 electrolysis by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). 11th International Symposium on Electrochemical impedance Spectroscopy, 2.-7. Juni 2019, Lège-Cap-Ferret, Frankreich.

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Kurzfassung

Closing the anthropogenic carbon cycle is one of the major challenges for the present mankind. Low temperature electrochemical reduction of carbon dioxide to useful chemicals can contribute to the solution of this problem by changing the role of CO2 from harmful waste into a valuable feedstock. The electrolyzer can be operated with renewable energy and CO2 taken from concentrated off-gas of industrial plants. One of the main challenges of this process is to bring gaseous CO2 in contact with the catalyst and the aqueous phase to maintain high space-time-yields. By applying porous gas-diffusion electrodes (GDEs) instead of plane electrodes the triple-phase-boundary - reaction zone – and gas transport are significantly enhanced. Electrochemical impedance spectroscopy is a powerful tool to analyze the nature and velocity of single processes occurring at the microscopic level in electrochemical devices. These insights provide valuable information for a specific optimization of electrodes regarding electrolysis performance and long-term stability. However, there is a lack of knowledge which processes are displayed in the impedance spectrum during alkaline CO2 electrolysis on GDEs. This work focusses on the identification of these processes displayed in the impedance spectrum by changing experimental parameters e.g. temperature, CO2 partial pressure & current density and analyzing the obtained response in the spectrum. The shape of the impedance spectrum dramatically changes depending on the supplied gas mixture at the GDE. Compared to the absence of CO2 where hydrogen evolution prevails, two additional processes become visible for a pure CO2 gas feed which can be associated to the CO2 reduction reaction.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128263/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Investigation of gas-diffusion electrodes applied in alkaline CO2 electrolysis by electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wagner, NorbertNorbert.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2596-8689NICHT SPEZIFIZIERT
Bienen, FabianFabian.Bienen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4660-8826NICHT SPEZIFIZIERT
Kopljar, DennisDennis.Kopljar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2228-2016NICHT SPEZIFIZIERT
Löwe, Arminarmin.loewe (at) itc.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klemm, Eliaselias.klemm (at) itc.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Juni 2019
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CO2-Reduktion Gasdiffusionselektrode Impedanzspektroskopie
Veranstaltungstitel:11th International Symposium on Electrochemical impedance Spectroscopy
Veranstaltungsort:Lège-Cap-Ferret, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2.-7. Juni 2019
Veranstalter :Uni Marie Curie
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Batterien) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Wagner, Dr.rer.nat. Norbert
Hinterlegt am:11 Jul 2019 16:21
Letzte Änderung:27 Mär 2024 15:07

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