L'AEM hè in una certa misura un hibridu di PEM è elettrolisi tradiziunale di liscivia basata à diafragma. U principiu di a cellula electrolytic AEM hè mostratu in a figura 3. À u cathode, l'acqua hè ridutta per pruduce l'idrogenu è OH -. OH - scorri à traversu u diafragma à l'anodu, induve si ricombina per pruduce l'ossigenu.
Li et al. [1-2] studiatu polystyrene altamente quaternized è polyphenylene AEM high-performance electrolyzer acqua, è i risultati dimustratu chì a densità di currenti era 2.7A/cm2 à 85 ° C à una tensione di 1.8V. Quandu s'utilice NiFe è PtRu / C cum'è catalizzatori per a produzzione di l'idrogenu, a densità di corrente hè diminuita significativamente à 906mA/cm2. Chen et al. [5] hà studiatu l'applicazione di catalizzatore elettroliticu di metalli non nobili d'alta efficienza in l'elettrolizzatore di film polimeru alcalino. L'ossidi di NiMo sò stati ridotti da i gasi H2 / NH3, NH3, H2 è N2 à diverse temperature per sintetizà catalizzatori di produzzione d'idrogenu elettroliticu. I risultati mostranu chì u catalizzatore NiMo-NH3 / H2 cù a riduzzione H2 / NH3 hà u megliu rendimentu, cù densità di corrente finu à 1.0A / cm2 è efficienza di cunversione d'energia di 75% à 1.57V è 80 ° C. Evonik Industries, basatu annantu à a so tecnulugia di membrana di separazione di gas esistenti, hà sviluppatu un materiale polimeru patentatu per l'usu in e cellule elettrolitiche AEM è attualmente espansione a produzzione di membrana in una linea pilotu. U prossimu passu hè di verificà l'affidabilità di u sistema è di migliurà e specificazioni di a bateria, mentre chì scala a produzzione.
Attualmente, i sfidi principali di e cellule elettrolitiche AEM sò a mancanza di alta conductività è resistenza alkaline di AEM, è l'elettrocatalizzatore di metalli preziosi aumenta u costu di fabricazione di apparecchi elettrolitici. À u listessu tempu, CO2 chì entra in a film cellula riducerà a resistenza di a film è a resistenza di l'elettrodu, riducendu cusì u rendiment elettroliticu. A direzzione futura di sviluppu di l'elettrolizzatore AEM hè a siguenti: 1. Sviluppà AEM cun alta conductività, selettività ionica è stabilità alkaline à longu andà. 2. Superà u prublema di altu costu di catalyseur metalli preziosi, sviluppà catalyseur senza metallu preziosu è altu rendiment. 3. Attualmente, u costu di mira di l'elettrolizzatore AEM hè $ 20 / m2, chì deve esse ridutta per mezu di materie prime economiche è passi di sintesi ridutta, per riduce u costu generale di l'elettrolizzatore AEM. 4. Reduce u cuntenutu di CO2 in cellula elettrolitica è migliurà u funziunamentu elettroliticu.
[1] Liu L,Kohl P A. Anion conducting multiblock copolymers with different tethered cations [J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56 (13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Ionomeri di polistirene altamente quaternizati per elettrolizzatori d'acqua à membrana di scambiu anionicu d'altu rendiment [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 - 385.
Tempu di Postu: Feb-02-2023