AEM - гэта ў некаторай ступені гібрыд PEM і традыцыйнага электролізу на аснове дыяфрагмы. Прынцып электралітычнай ячэйкі AEM паказаны на малюнку 3. На катодзе вада аднаўляецца з адукацыяй вадароду і OH -. OH — цячэ праз дыяфрагму да анода, дзе рэкамбінуе з утварэннем кіслароду.
Лі і інш. [1-2] вывучалі высокапрадукцыйны электралізер вады AEM з кватэрнізаванага полістыролу і поліфенілена, і вынікі паказалі, што шчыльнасць току складала 2,7 А/см2 пры 85°C і напрузе 1,8 В. Пры выкарыстанні NiFe і PtRu/C у якасці каталізатараў для вытворчасці вадароду шчыльнасць току значна знізілася да 906 мА/см2. Чэнь і інш. [5] вывучалі прымяненне высокаэфектыўнага электралітычнага каталізатара з неблагородных металаў у шчолачным электралізеры з палімернай плёнкі. Аксіды NiMo былі адноўлены газамі H2/NH3, NH3, H2 і N2 пры розных тэмпературах для сінтэзу электралітычных каталізатараў вытворчасці вадароду. Вынікі паказваюць, што каталізатар NiMo-NH3/H2 з аднаўленнем H2/NH3 мае найлепшыя характарыстыкі з шчыльнасцю току да 1,0 А/см2 і эфектыўнасцю пераўтварэння энергіі 75% пры 1,57 В і 80°C. Кампанія Evonik Industries на аснове існуючай тэхналогіі газараздзяляльнай мембраны распрацавала запатэнтаваны палімерны матэрыял для выкарыстання ў электралітычных элементах AEM і ў цяперашні час пашырае вытворчасць мембран на пілотнай лініі. Наступным крокам з'яўляецца праверка надзейнасці сістэмы і паляпшэнне спецыфікацый акумулятара пры адначасовым павелічэнні вытворчасці.
У цяперашні час асноўныя праблемы, з якімі сутыкаюцца электралітычныя элементы AEM, - гэта адсутнасць высокай праводнасці і шчолачнай устойлівасці AEM, а электракаталізатар з каштоўнага металу павялічвае кошт вытворчасці электралітычных прылад. У той жа час CO2, які трапляе ў плёнку ячэйкі, зніжае супраціў плёнкі і супраціўленне электрода, што зніжае электралітычныя характарыстыкі. Будучы кірунак развіцця электралізера AEM наступны: 1. Распрацоўка AEM з высокай праводнасцю, селектыўнасцю іёнаў і доўгатэрміновай шчолачнай стабільнасцю. 2. Пераадолець праблему высокага кошту каталізатара з каштоўнага металу, распрацаваць каталізатар без каштоўнага металу і высокую прадукцыйнасць. 3. У цяперашні час мэтавы кошт электралізера AEM складае 20 долараў ЗША/м2, і яго неабходна знізіць за кошт таннай сыравіны і скарачэння этапаў сінтэзу, каб знізіць агульны кошт электралізера AEM. 4. Паменшыце ўтрыманне CO2 у электралітычнай ячэйцы і палепшыце прадукцыйнасць электралітыка.
[1] Liu L, Kohl P A. Аніённыя праводныя мультыблокавыя супалімеры з рознымі прывязанымі катыёнамі [J]. Journal of Polymer Science, частка A: хімія палімераў, 2018, 56 (13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W і інш. Высокакватэрнізаваныя іонамеры полістыролу для высокаэфектыўных аніёнаабменных мембранных электролізатараў вады [J]. Энергія прыроды, 2020, 5: 378 - 385.
Час публікацыі: 2 лютага 2023 г