在高电流密度和低能耗条件下，利用中性盐通过电化学方法制备浓度超过1 M的酸和碱

《ACS Energy Letters》：Electrochemical Production of >1 M Acid and Base from Neutral Salt at High Current Density and Low Energy Demand

酸碱电化学合成与隔膜流电池优化研究。通过改进隔膜流电池（DFC）设计，实现中性盐溶液中高浓度酸碱（1.1-1.5 M）制备，能耗低至0.051-0.067 kWh·mol?1，电流密度达275-367 mA·cm?2，并建立连续模型揭示电解液驻留时间对电流效率的影响机制。

　　

酸和碱的消耗推动了工业湿法冶金过程以及许多提出的碳管理技术中的化学转化。酸和碱的生产是这些过程能源需求、排放和废物产生的关键因素。通过电解盐溶液来生产酸和碱可以在不产生化学计量废物的情况下，利用低碳电力实现其生产。然而，传统的使用离子交换膜（IEMs）的电化学方法能耗过高、电流密度低且对杂质的耐受性差。这些问题可以通过隔膜式电解槽（DFC）来解决，因为它具有更低的电阻和更好的杂质耐受性。在这里，我们报告了一种改进的DFC设计，该设计能够在70°C（一个适用于规模化系统的实际温度）下，以最低的能耗（0.051–0.067 kWh mol^–1）和最高的电流密度（275–367 mA cm^–2）从中性盐中制备出浓度为1.1–1.5 M的酸和碱。通过连续介质模型，我们表明电解质停留时间通过控制扩散损失对电流效率有显著影响。