Narrow gap flow electrolysis cells and the challenge of hydrogen bubbles – a combined approach via modelling and experiment

窄间隙流电解池和氢气泡的挑战——建模和实验相结合的方法

基本信息

  • 批准号:
    433305109
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Units
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2018-12-31 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

For a later application of electrolytic conversions on a technical scale, the applied voltage for the electrolysis has to be low to ensure a high energy efficiency. One concept to tackle this is to employ a small distance between anode and cathode surface. Such narrow gaps have been found to allow the use of less conductive media. Usually, fewer ions also induce a smaller voltage drop. This is particularly important, because the downstream processing of the electrolytes is simplified due to a lower salt load. Within the planned project, modeling will be used to investigate the mechanisms of conductivity in thin films at low salt concentration or in the absence of salt. We will focus on the role of the electric field – which can be large in thin films even if the applied voltage is small - for the molecular structure of the medium, both in the bulk and close to the electrode surfaces. Furthermore, we will investigate the effect of electric fields on the dynamics and the viscosity of the medium, in order to elucidate how thin such cells can become before viscosity problems and mass transport adversely affect electrolysis. A second challenge within the research network is the formation of molecular hydrogen when using flow electrolysis cells. This cathodic reaction is desired within this framework, but flow cells with undivided cell geometry, can be blocked by large gas bubbles due to their increased volume. Thus, the efficiency of such cells is greatly limited. Here, two approaches are being pursued in order to get this general problem under control. On the one hand, supporting surfactants are to be used which limit the size of the gas bubbles and produce at least a foam which is still conductive and continues to support electrolysis. Alternatively, divergent electrode arrangements will be tested as well. This part will also be supported by modeling studies. An alternative way will be to use very thin palladium foils on carrier structures to remove the hydrogen behind the cathode, without affecting narrow gap for the desired electrolysis.
为了以后在技术规模上应用电解转化,电解的施加电压必须低以确保高能量效率。解决这个问题的一个概念是在阳极和阴极表面之间采用小距离。已经发现这种窄间隙允许使用导电性较低的介质。通常,较少的离子也引起较小的电压降。这是特别重要的,因为电解质的下游处理由于较低的盐负载而被简化。在计划的项目中,建模将用于研究低盐浓度或无盐条件下薄膜的导电机制。我们将重点讨论电场的作用-即使施加的电压很小,薄膜中的电场也可能很大-对于介质的分子结构,无论是在体还是靠近电极表面。此外,我们将研究电场对介质的动力学和粘度的影响,以阐明在粘度问题和传质对电解产生不利影响之前,这种细胞可以变得多么薄。 研究网络中的第二个挑战是使用流动电解池时分子氢的形成。这种阴极反应在该框架内是期望的,但是具有未分隔的池几何形状的流动池可能由于其增加的体积而被大气泡阻塞。因此,这种电池的效率受到很大限制。在这方面,正在采取两种办法来控制这一普遍问题。一方面,要使用支持表面活性剂,其限制气泡的尺寸并产生至少一种泡沫,该泡沫仍然是导电的并继续支持电解。或者,也将测试发散电极布置。这一部分也将得到建模研究的支持。另一种方法是在载体结构上使用非常薄的钯箔来去除阴极后面的氢,而不影响所需电解的窄间隙。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professorin Dr. Friederike Schmid其他文献

Professorin Dr. Friederike Schmid的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professorin Dr. Friederike Schmid', 18)}}的其他基金

Dynamic wetting phenomena and contact angle hysteresis of drops on polymer brushes and gels
聚合物刷和凝胶上液滴的动态润湿现象和接触角滞后
  • 批准号:
    422796905
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Switches based on polymer brushes: Theoretical ascpects of phase transitions and nonequilibrium behavior
基于聚合物刷的开关:相变和非平衡行为的理论方面
  • 批准号:
    218608906
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Monte Carlo Simulation of a fluctuation field theory for polymer blends
聚合物共混物波动场理论的蒙特卡罗模拟
  • 批准号:
    5311190
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Theory and computer modelling of self-organization of linear-dendritic macromolecules into colloidal nano-structures: impacts of topological and molecular mass polydispersity
线性树枝状大分子自组织成胶体纳米结构的理论和计算机建模:拓扑和分子质量多分散性的影响
  • 批准号:
    446008821
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Interpenetration and Lubrication of Responsive Polydisperse Brushes: Theory and Simulations
响应性多分散刷的互穿和润滑:理论与模拟
  • 批准号:
    429613790
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Controlling patterns by geometry in block copolymer thin films
通过嵌段共聚物薄膜中的几何形状控制图案
  • 批准号:
    248882694
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

鄂西北地区连翘野生抚育GAP种植关键技术研究及质量可追溯系统的构建
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Rap1GAP/SULT2B1 轴调控 T 细胞功能耗竭参 与梁状亚型肝癌耐药机制研究
  • 批准号:
    TGY24H160040
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
乙肝病毒核心蛋白通过抑制Rab-GAP诱导肝细胞损伤的分子机制研究
  • 批准号:
    82372233
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PKC调控GAP-43参与A型肉毒毒素治疗后神经肌肉接头重建机制研究
  • 批准号:
    82372563
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
超快热刺激下GAP/CL-20推进剂瞬态响应演变规律与机理研究
  • 批准号:
    52306161
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
血浆中突触相关蛋白GAP-43异常升高在阿尔茨海默病中的相关机制及作用研究
  • 批准号:
    82301380
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
RAP1GAP调控SREBP1促进肝细胞癌进展的分子机制及小分子抑制剂的应用研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于电化学剥离的三维GaP 纳米孔阵列膜构建新型光电化学全分解水体系
  • 批准号:
    21ZR1434900
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
局部紧群的Gap研究和群拓扑的构造
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
单晶Al2O3/GAP共晶陶瓷中低能GAP共格晶界的引入及其对力学性能影响机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Post-translational Modification of Cx43 Regulates Myometrial Quiescence
Cx43 的翻译后修饰调节子宫肌层静止
  • 批准号:
    10575364
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating the Critical Role of Glia In Peripheral Organ Development and Physiology
研究神经胶质细胞在周围器官发育和生理学中的关键作用
  • 批准号:
    10676501
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Glycocalyx Regeneration to Heal Vascular Inflammation and Atherosclerosis
糖萼再生治愈血管炎症和动脉粥样硬化
  • 批准号:
    10347882
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Optogenetic regulation of intra-ciliary calcium signaling in cardiac situs development
心脏位置发育中纤毛内钙信号传导的光遗传学调控
  • 批准号:
    10504671
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Glycocalyx Regeneration to Heal Vascular Inflammation and Atherosclerosis
糖萼再生治愈血管炎症和动脉粥样硬化
  • 批准号:
    10545041
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Optogenetic regulation of intra-ciliary calcium signaling in cardiac situs development
心脏位置发育中纤毛内钙信号传导的光遗传学调控
  • 批准号:
    10640983
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating Mitogenic Mechanism and Therapeutic Efficacy of Adenosine Deaminase Knockout in Human and Murine Cardiomyocytes
研究人和小鼠心肌细胞中腺苷脱氨酶敲除的有丝分裂机制和治疗效果
  • 批准号:
    10815529
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating Mitogenic Mechanism and Therapeutic Efficacy of Adenosine Deaminase Knockout in Human and Murine Cardiomyocytes
研究人和小鼠心肌细胞中腺苷脱氨酶敲除的有丝分裂机制和治疗效果
  • 批准号:
    10536370
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Project 4
项目4
  • 批准号:
    10470268
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Project 4
项目4
  • 批准号:
    10294715
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了