Peter Strasser，Nature Energy!

本文由Peter Strasser团队发表于Nature Energy，聚焦低温阴离子交换膜（AEM）零间隙CO₂电解器在工业相关电流密度（>200 mA cm⁻²）下长期运行面临的挑战。背景方面，可再生电力驱动的CO₂电化学还原是可持续碳基产品生产的可行路径，但现有系统因盐沉淀和/或水淹问题多数在短时间失效。研究目的旨在分析限制长期运行的离子与水传输过程，并探讨其对阳极液供给型和水供给型AEM CO₂电解器中盐分及水分管理策略的影响。结论指出，零间隙CO₂电解器固有问题在于水和离子失衡的耦合：电解液渗透气体扩散电极（GDE）会引发碳酸盐向低溶解度碳酸氢盐转化导致的盐析；水平衡高度依赖于阴阳极间建立的浓度梯度，几乎所有水分通量都受离子运动与梯度影响。改用纯水供给系统可改变电荷载流子，影响电渗拖曳并阻断扩散水流，从而降低水淹风险，但可能带来干燥风险。最终，任何稳定运行都需同步调节离子与水传输以实现更长寿命。