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二氧化碳电解还原试验

原创
关键字: 二氧化碳电解还原试验测试周期,二氧化碳电解还原试验测试范围,二氧化碳电解还原试验测试方法
发布时间:2025-06-23 18:56:15
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检测项目

电化学性能:

  • 电流效率:工作电流密度(50-800mA/cm²)、半电池能效(≥60%,参照IEC62862-3-2)
  • 过电位特性:塔菲尔斜率(≤120mV/dec)、起始电位(vs.RHE)
产物分析:
  • 气相产物:CO选择性(±2%误差)、C₂+烃类占比(GC-TCD检测)
  • 液相产物:甲酸盐浓度(HPLC法,检出限0.1mmol/L)、乙醇产率(≥15%)
催化剂表征:
  • 活性位点密度:电化学活性面积(ECSA,CV法测量)
  • 结构稳定性:反应后元素流失率(ICP-OES,Cu流失≤0.3at%)
电解系统参数:
  • 能量效率:全电池电压(≤3.5V@200mA/cm²)
  • 离子传输:膜电导率(≥80mS/cm,ASTMD1125)
耐久性测试:
  • 衰减速率:电流密度下降率(≤5%/100h)
  • 催化剂寿命:活性维持≥500h(恒电位模式)
反应动力学:
  • 转换频率:TOF值(≥1.5s⁻¹)
  • 传质系数:CO₂扩散通量(旋转圆盘电极法)
电解液特性:
  • 缓冲能力:pH值波动范围(±0.3)
  • 阴离子浓度:HCO₃⁻含量(离子色谱法,GB/T31195)
副反应监测:
  • 析氢反应:H₂法拉第效率(≤10%)
  • 碳沉积:反应后电极增重(TG-DSC分析)
热管理性能:
  • 局部过热:电极表面温差(红外热像仪,≤5℃)
  • 热失控阈值:临界电流密度(≥1A/cm²)
环境参数:
  • CO₂转化率:单程转化率(≥30%)
  • 碳排放强度:kW·h/kg-CO₂(生命周期评价)

检测范围

1.气体扩散电极:PTFE基疏水层(孔隙率40-70%),重点检测三相界面稳定性

2.铜基催化剂:纳米线/多孔泡沫铜形态,侧重氧化物衍生结构对C₂+选择性的影响

3.阴离子交换膜:季铵盐功能化聚合物,检测OH⁻传导率及溶胀度(≤15%)

4.流动电解池:微通道反应器结构,验证压降分布(≤50kPa/m)

5.分子催化剂:酞菁钴/卟啉铁络合物,检测配体降解率(UV-Vis光谱法)

6.固态电解质:NASICON型陶瓷膜,考核CO₃²⁻渗透率(≤0.01mmol/h)

7.双极板材料:钛基镀铂涂层,测试接触电阻(≤10mΩ·cm²)

8.离子液体电解液:EMIM-BF₄体系,检测粘度变化(25℃时≤40cP)

9.光电耦合器件:硅基光阴极组件,测试光电流响应(AM1.5光照下≥10mA/cm²)

10.膜电极组件:催化剂层-膜界面,分析剥离强度(≥5N/cm)

检测方法

国际标准:

  • ISO12474:2022电催化二氧化碳还原产物分析通则
  • ASTME3060-18气体扩散电极性能测试方法
  • IEC62862-3-2:2021二氧化碳电解系统能量效率计算
国家标准:
  • GB/T36379-2018电化学CO₂还原催化剂测试规范
  • GB/T41707-2022电解用离子交换膜导电率测定
  • HJ1071-2019气相产物中C₂烃类检测方法(差异说明:GB采用FID检测器,ISO要求TCD+FID联用)

检测设备

1.电化学工作站:PARSTAT4000A型(电位范围±10V,电流分辨率10pA)

2.在线质谱仪:HPR-40DSA系统(响应时间200ms,质量数范围1-300amu)

3.气相色谱仪:Agilent8890GC(TCD/FID双检测器,苯基柱分离C1-C4)

4.高压电解池:PineResearchHDCell(耐压10bar,电极间距0.5-5mm可调)

5.旋转圆盘电极:PineMSR装置(转速控制100-10000rpm)

6.电感耦合等离子体光谱仪:PerkinElmerAvio550(检出限0.1ppb)

7.膜导电率测试仪:Scribner857导电池(频率范围10Hz-100kHz)

8.原位红外光谱仪:NicoletiS50FTIR(ATR附件,分辨率0.09cm⁻¹)

9.高温热重分析仪:NETZSCHSTA449F5(升温速率0.1-50K/min)

10.微区X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE(光束直径50μm)

11.原子力显微镜:BrukerDimensionIcon(扫描精度0.1nm)

12.紫外可见分光光度计:ShimadzuUV-3600iPlus(波长范围185-3300nm)

13.燃料电池测试台:GreenlightG60(电流范围0-60A,湿度控制±2%RH)

14.高精度流量计:BronkhorstEL-FLOWSelect(量程0-5000sccm,精度±0.5%)

15.同步辐射XAS系统:Beamline7-BM(能量分辨率0.3eV)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师.

内容-荣誉资质

其他证书详情(可咨询在线工程师):

荣誉资质 国防经济发展促进会 AAA级信用证书

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1、自改制以来和政、企、军多方多次合作,并获得众多好评;

2、始终以"助力科学进步、推动社会发展"作为研究院纲领;

3、坚持科学发展道路,统筹实验建设与技术人才培养共同发展;

4、学习贯彻人大精神,努力发展自身科技实力。

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