MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017360818
■00520260202105624
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798265427724
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32316530
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordmx084tg4949
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a536
■1001  ▼aMarin,  Daniela  H.
■24510▼aImpure  Water  Electrolysis  for  Hydrogen  and  Oxygen  Generation  Using  Bipolar  Membrane  Electrode  Assemblies
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a157  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Jaramillo,  Thomas.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2025.
■520    ▼aBipolar  membranes  (BPMs)  have  traditionally  been  used  for  acid-base  generation  in  electrodialysis,  but  their  unique  ability  to  maintain  distinct  pH  properties  at  the  local  level,  has  recently  attracted  interest  in  other  electrochemical  applications.  This  feature  presents  opportunities  for  unconventional  applications  such  as  impure  water  electrolysis.  In  this  study,  we  investigate  the  feasibility  and  performance  of  BPM-based  electrolyzers  supplied  with  impure  water  feedstocks.  Traditional  electrolyzers  require  highly  purified  feed  streams  to  avoid  degradation,  efficiency  losses,  and  the  risk  of  forming  hazardous  byproducts.  Operating  electrolyzers  with  untreated  water  sources  could  make  hydrogen  (H2)  and  oxygen  (O2)  generation  more  accessible,  especially  in  remote  or  resource-limited  regions.  Here,  we  demonstrate  that  BPM-enabled  systems  can  sustain  electrolysis  in  the  presence  of  unpurified  water  sources.  In  the  first  application,  BPMs  supported  extended  operation  in  seawater,  lasting  up  to  140X  longer  than  conventional  proton  exchange  membrane  (PEM)  systems  under  similar  conditions.  We  quantified  sodium  and  chloride  ion  crossover,  monitored  anodic  chloride  oxidation,  and  evaluated  energy  efficiency  under  these  harsh  conditions.  In  the  second  application,  we  broadened  the  scope  to  include  a  wider  concentration  range  of  salt  containing  feedstocks.  By  applying  an  integrated  reference  electrode  strategy,  we  resolved  component  specific  performance  metrics  within  the  electrolyzer  device  and  identified  sensitivities  across  varying  NaCl  concentrations.  These  measurements  provided  fundamental  insights  into  membrane  and  electrode  behavior  in  complex  environments,  informing  pathways  to  enhanced  ion  tolerance  and  overall  electrochemical  performance.  In  the  final  part  of  this  work,  we  applied  these  earlier  findings  to  develop  practical  design  strategies  for  improving  BPMWE  performance  and  durability  during  high-current  operation.  Our  approach  focused  on  reducing  voltage  losses,  improving  overall  cell  performance,  and  extending  device  lifetime  in  the  presence  impurities.  We  tested  the  impact  of  cation  selection,  which  resulted  in  decreased  voltage  sensitivity  for  the  anode,  forward-bias  mode  which  seemed  to  circumvent  mass  transport  limitations  and  tested  novel  BPM  designs  to  enable  longer  stability  in  0.5  M  NaCl.  Overall,  our  goal  is  to  show  that  combining  fundamental  insights  with  device-level  testing  can  lead  to  robust  BPMs  under  operation  with  impurity  rich  streams.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aThermodynamics
■650  4▼aElectrodes
■650  4▼aNuclear  magnetic  resonance--NMR
■650  4▼aHigh  temperature
■650  4▼aHydrogen
■650  4▼aDecomposition
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aChromatography
■650  4▼aResearch  &  development--R&D
■650  4▼aChlorine
■650  4▼aMembranes
■650  4▼aPolymers
■650  4▼aElectrolytes
■650  4▼aPoisoning
■650  4▼aOxidation
■650  4▼aFossil  fuels
■650  4▼aElectric  fields
■650  4▼aWater  resources
■650  4▼aCarbon  dioxide
■650  4▼aSeawater
■650  4▼aSalinity
■650  4▼aOrganic  contaminants
■650  4▼aMedical  imaging
■650  4▼aPolymer  chemistry
■650  4▼aElectromagnetics
■690    ▼a0791
■690    ▼a0348
■690    ▼a0574
■690    ▼a0495
■690    ▼a0607
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360818▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서