Проточні кювети: передові електроди за допомогою 3D-друку та томографії

Більшість промислових операцій, заснованих на електродних реакціях, включають електрохімічні проточні реактори. Застосування включають неорганічний/органічний електросинтез, електроліз води, відновлення навколишнього середовища та зберігання енергії. Універсальний проточний реактор «фільтр-прес» пропонує контрольоване реакційне середовище для обробки великих обсягів електролітів. Водночас пористі електроди підвищують продуктивність та ефективність електрохімічних реакторів за рахунок збільшення площі поверхні та масового транспортування.

Металеві та вуглецеві матеріали використовуються як сітки, піни та повсть, часто покриті каталізаторами. При примусовому потоці проникність електродів стає важливою для енергоефективності та балансу конструкції установки. Необхідно знайти компроміс між площею поверхні електродів і проникністю пористих електродів.

Ця презентація висвітлює характеристики та переваги проточних елементів завдяки розробці Pt/Ti електродів для проточних батарей та оптимізації 3D-друкованих електродів. Після демонстрації переваг комп’ютерної томографії для дослідження пористих матеріалів їхня продуктивність кількісно визначається об’ємним коефіцієнтом масопереносу та їх проникністю для рідин. Прикладом важливості параметрів томографії для аналізу площі поверхні та об’єму є сітчастий склоподібний вуглець. Представлено концепцію адаптованих, надрукованих на 3D-принтері електродів для електрохімічних реакторів.

Розглядаються різні геометрії. Обговорюється майбутній прогрес у 3D-друкованих електродах для виробництва прототипів, валідації моделі та швидкої доступності спеціалізованих пристроїв.

Доктор Луїс Фернандо Аренас зараз є науковим співробітником Гумбольдта в Technische Universität Clausthal, де він співпрацює з професором Томасом Туреком над розробкою органічних батарей. Він також є запрошеним науковим співробітником Університету Саутгемптона (UOS), Великобританія, і представником на початку кар’єри в Групі електрохімічних технологій Товариства хімічної промисловості Великобританії.

Після отримання ступеня бакалавра хімії та магістра хімічної технології в Університеті Автонома де Коауїла, Мексика, він навчався в докторантурі з електрохімічної інженерії в UOS. Там він зосередився на цинково-церієвих проточних батареях під керівництвом професорів Карлоса Понсе де Леона та Френка Уолша, які закінчив у 2017 році. Він був науковим співробітником UOS, розробляючи паливні елементи PEM та електрохімічні водневі насоси (2017–2019). Arenas також був приватним підрядником для розробки нових проточних акумуляторів на основі органіки та електродіалізу для INEEL (Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias) і консультантом для хлор-лужної промисловості (2019–2021).

Додаткові інтереси включають 3D-друковані електроди, комп’ютерну томографію, електроосадження благородних металів, пористі електроди та стійку електрохімічну інженерію. Він став членом ECS у 2014 році. Результатом його досліджень стала 31 рецензована стаття, чотири розділи в книгах, шість доповідей на конференціях і 17 постерів, а також 40 доповідей, сім із них за запрошеннями (Google Scholar: 1018 цитувань, ч. -індекс 17). Він отримав 2019 Schwäbisch Gmünd Prize for Young Scientists за передові досягнення в електрохімічній технології поверхні.

Повідомлення Проточні кювети: передові електроди за допомогою 3D-друку та томографії вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/flow-cells-advanced-electrodes-via-3d-printing-and-tomography/