Mae AEM i ryw raddau yn gyfuniad o PEM ac electrolysis llengig traddodiadol seiliedig ar ddiaffram. Dangosir egwyddor cell electrolytig AEM yn Ffigur 3. Yn y catod, mae dŵr yn cael ei leihau i gynhyrchu hydrogen ac OH -. OH - yn llifo trwy'r diaffram i'r anod, lle mae'n ailgyfuno i gynhyrchu ocsigen.
Mae Li et al. [1-2] astudiodd electrolyzer dŵr perfformiad uchel polystyren chwarterol iawn a polyphenylene AEM perfformiad uchel, a dangosodd y canlyniadau fod y dwysedd presennol yn 2.7A/cm2 ar 85°C ar foltedd o 1.8V. Wrth ddefnyddio NiFe a PtRu/C fel catalyddion ar gyfer cynhyrchu hydrogen, gostyngodd y dwysedd presennol yn sylweddol i 906mA/cm2. Roedd Chen et al. [5] astudiodd gymhwyso catalydd electrolytig metel an-nobl effeithlonrwydd uchel mewn electrolyzer ffilm polymer alcalïaidd. Gostyngwyd ocsidau NiMo gan nwyon H2/NH3, NH3, H2 a N2 ar wahanol dymereddau i syntheseiddio catalyddion cynhyrchu hydrogen electrolytig. Dengys y canlyniadau mai catalydd NiMo-NH3/H2 gyda gostyngiad H2/NH3 sydd â'r perfformiad gorau, gyda dwysedd cyfredol hyd at 1.0A/cm2 ac effeithlonrwydd trosi ynni o 75% ar 1.57V a 80°C. Mae Evonik Industries, yn seiliedig ar ei dechnoleg pilen gwahanu nwy presennol, wedi datblygu deunydd polymer patent i'w ddefnyddio mewn celloedd electrolytig AEM ac ar hyn o bryd mae'n ehangu cynhyrchu pilen ar linell beilot. Y cam nesaf yw gwirio dibynadwyedd y system a gwella manylebau batri, tra'n cynyddu cynhyrchiant.
Ar hyn o bryd, y prif heriau sy'n wynebu celloedd electrolytig AEM yw diffyg dargludedd uchel a gwrthiant alcalïaidd AEM, ac mae'r electrocatalyst metel gwerthfawr yn cynyddu cost gweithgynhyrchu dyfeisiau electrolytig. Ar yr un pryd, bydd CO2 sy'n mynd i mewn i'r ffilm gell yn lleihau'r ymwrthedd ffilm a'r ymwrthedd electrod, gan leihau'r perfformiad electrolytig. Mae cyfeiriad datblygu electrolyzer AEM yn y dyfodol fel a ganlyn: 1. Datblygu AEM gyda dargludedd uchel, detholedd ïon a sefydlogrwydd alcalïaidd hirdymor. 2. Goresgyn y broblem o gost uchel o gatalydd metel gwerthfawr, datblygu catalydd heb metel gwerthfawr a pherfformiad uchel. 3. Ar hyn o bryd, cost darged electrolyzer AEM yw $20 /m2, y mae angen ei leihau trwy ddeunyddiau crai rhad a lleihau camau synthesis, er mwyn lleihau cost gyffredinol electrolyzer AEM. 4. Lleihau cynnwys CO2 mewn cell electrolytig a gwella perfformiad electrolytig.
[1] Liu L, Kohl P A. Anion yn dargludo copolymerau amlfloc gyda gwahanol gatiau clymu[J].Journal of Polymer Science Rhan A: Cemeg Polymer, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Parc EJ, Zhu W,et al. Ionomers polystyren hynod chwarterol ar gyfer electrolyswyr dŵr pilen cyfnewid anion perfformiad uchel[J]. Ynni Natur, 2020, 5: 378 — 385.
Amser postio: Chwefror-02-2023