AEM is tot 'n mate 'n baster van PEM en tradisionele diafragma-gebaseerde loogelektrolise. Die beginsel van AEM elektrolitiese sel word in Figuur 3 getoon. By die katode word water gereduseer om waterstof en OH - te produseer. OH — vloei deur die diafragma na die anode, waar dit herkombineer om suurstof te produseer.
Li et al. [1-2] het hoogs gekwaterniseerde polistireen en polifenileen AEM hoëwerkverrigting waterelektroliseerder bestudeer, en die resultate het getoon dat die stroomdigtheid 2.7A/cm2 was by 85°C teen 'n spanning van 1.8V. Wanneer NiFe en PtRu/C as katalisators vir waterstofproduksie gebruik is, het die stroomdigtheid aansienlik afgeneem tot 906mA/cm2. Chen et al. [5] het die toepassing van hoë-doeltreffendheid nie-edelmetaal elektrolitiese katalisator in alkaliese polimeer film elektrolisator bestudeer. NiMo-oksiede is verminder deur H2/NH3-, NH3-, H2- en N2-gasse by verskillende temperature om elektrolitiese waterstofproduksiekatalisators te sintetiseer. Die resultate toon dat die NiMo-NH3/H2-katalisator met H2/NH3-reduksie die beste werkverrigting het, met stroomdigtheid tot 1.0A/cm2 en energie-omsettingsdoeltreffendheid van 75% by 1.57V en 80°C. Evonik Industries, gebaseer op sy bestaande gasskeidingsmembraantegnologie, het 'n gepatenteerde polimeermateriaal ontwikkel vir gebruik in AEM elektrolitiese selle en brei tans membraanproduksie op 'n loodslyn uit. Die volgende stap is om die betroubaarheid van die stelsel te verifieer en batteryspesifikasies te verbeter, terwyl produksie opgeskaal word.
Tans is die hoofuitdagings wat AEM-elektrolitiese selle in die gesig staar die gebrek aan hoë geleidingsvermoë en alkaliese weerstand van AEM, en die edelmetaal-elektrokatalisator verhoog die koste van die vervaardiging van elektrolitiese toestelle. Terselfdertyd sal CO2 wat die selfilm binnedring, die filmweerstand en elektrodeweerstand verminder, en sodoende die elektrolitiese werkverrigting verminder. Die toekomstige ontwikkelingsrigting van AEM elektroliseerder is soos volg: 1. Ontwikkel AEM met hoë geleidingsvermoë, ioonselektiwiteit en langtermyn alkaliese stabiliteit. 2. Oorkom die probleem van hoë koste van edelmetaal katalisator, ontwikkel katalisator sonder edelmetaal en hoë werkverrigting. 3. Tans is die teikenkoste van AEM elektroliseerder $20 /m2, wat verminder moet word deur goedkoop grondstowwe en verminderde sintese stappe, om sodoende die algehele koste van AEM elektroliseerder te verminder. 4. Verminder CO2-inhoud in elektrolitiese sel en verbeter elektrolitiese werkverrigting.
[1] Liu L,Kohl P A. Anioongeleidende multiblokkopolimere met verskillende vasgemaakte katione[J].Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Hoogs gekwaterniseerde polistireenionomere vir hoë werkverrigting anioonuitruil membraan water elektroliseerders[J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Postyd: Feb-02-2023