Magnetically enhanced electrochemical conversion of CO2 to formate: Experimental studies
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Le résumé fourni par la source
The application of external magnetic fields in electrochemical processes has emerged as a promising strategy to enhance efficiency. Nevertheless, the use of magnetic fields in electrochemical CO 2 reduction (ERCO 2 ) has been scarcely explored. This study evaluates the impact of magnetic fields on ERCO 2 to formate in a filter-press reactor, combining experimental analysis with magnetic field modeling to understand the performance enhancements achieved by placing magnets outside the electrochemical cell. Magnetic field modeling reveals that the positioning of magnets relative to the cathode surface significantly affects the field strength. For instance, placing a magnet near the anode generates a field strength of 20 mT on the GDE, while positioning two magnets at opposite ends of the cell increases the field to 400 mT. Experimentally, placing magnets near the cathode or at both ends of the cell boosts formate concentration by more than 20 %, achieving values of 4.4 g L −1 and 4.95 g L −1 , respectively, with FEs approaching 100 %. These improvements are attributed to the magnetohydrodynamic (MHD) effect, which enhances mass transfer by inducing turbulence in the cathodic electrolyte. This effect is particularly important at low catholyte flow rates, leading to a more than 50 % increase in formate concentration, reaching up to 27.25 g L −1 at a flow rate of 0.07 mL min −1 cm −2 . However, the application of magnetic fields also increases energy consumption due to the higher cell voltage requirements, as indicated by Tafel analysis. Despite this limitation, this study demonstrates the potential application of magnetic fields to enhance ERCO 2 processes, paving the way for future research to further explore and optimize this promising strategy.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Magnetically enhanced electrochemical conversion of CO2 to formate: Experimental studies
- Date Crossref
- 01/07/2025
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Universidad de Cantabria pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Texas Tech University Department of Chemical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Alicante pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Departamento de Ingenierías Química y Biomolecular pays non établi dans la noticeInstitution
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Boston Institute of Biotechnology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Inc. Nemak USA pays non établi dans la noticeEntreprise
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Instituto de Electroquímica pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Universidad de Cantabria, Department of Chemical Engineering — Texas Tech University et University of Alicante, avec 4 autres affiliations.
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