AEM estas iagrade hibrido de PEM kaj tradicia diafragmo bazita lesivo-elektrolizo. La principo de AEM elektroliza ĉelo estas montrita en Figuro 3. Ĉe la katodo, akvo estas reduktita por produkti hidrogenon kaj OH -. OH - fluas tra la diafragmo al la anodo, kie ĝi rekombinas por produkti oksigenon.
Li et al. [1-2] studis tre kvaternizitan polistirenon kaj polifenilenon AEM alt-efikecan akvan elektrolizilon, kaj la rezultoj montris ke la nuna denseco estis 2.7A/cm2 je 85°C ĉe tensio de 1.8V. Kiam oni uzas NiFe kaj PtRu/C kiel katalizilojn por hidrogenproduktado, la nuna denseco malpliiĝis signife al 906mA/cm2. Chen et al. [5] studis la aplikon de alt-efikeca ne-nobla metala elektroliza katalizilo en alkala polimera filmelektrolizilo. NiMo-oksidoj estis reduktitaj per H2/NH3, NH3, H2 kaj N2-gasoj ĉe malsamaj temperaturoj por sintezi elektrolizajn hidrogenproduktadkatalizilojn. La rezultoj montras, ke la katalizilo NiMo-NH3/H2 kun redukto de H2/NH3 havas la plej bonan rendimenton, kun nuna denseco ĝis 1.0A/cm2 kaj energikonverta efikeco de 75% ĉe 1.57V kaj 80°C. Evonik Industries, bazita sur ĝia ekzistanta gasa apartiga membranteknologio, evoluigis patentitan polimermaterialon por uzo en AEM-elektrolizaj ĉeloj kaj nuntempe vastigas membranproduktadon sur pilotlinio. La sekva paŝo estas kontroli la fidindecon de la sistemo kaj plibonigi bateriajn specifojn, dum pligrandigas produktadon.
Nuntempe, la ĉefaj defioj alfrontantaj la elektrolizajn ĉelojn de AEM estas la manko de alta kondukteco kaj alkala rezisto de AEM, kaj la altvalora metala elektrokatalizilo pliigas la koston de fabrikado de elektrolizaj aparatoj. Samtempe, CO2 eniranta la ĉelan filmon reduktos la filmreziston kaj elektrodan reziston, tiel reduktante la elektrolizan rendimenton. La estonta disvolva direkto de AEM-elektrolizilo estas jena: 1. Disvolvu AEM kun alta konduktiveco, jona selektiveco kaj longdaŭra alkala stabileco. 2. Venki la problemon de alta kosto de altvalora metala katalizilo, disvolvi katalizilon sen altvalora metalo kaj alta rendimento. 3. Nuntempe, la cela kosto de AEM-elektrolizilo estas $20 /m2, kiu devas esti reduktita per malmultekostaj krudmaterialoj kaj reduktitaj sintezaj paŝoj, por redukti la ĝeneralan koston de AEM-elektrolizilo. 4. Redukti CO2-enhavon en elektroliza ĉelo kaj plibonigu elektrolizan agadon.
[1] Liu L,Kohl P A. Anion kondukanta multiblokaj kopolimeroj kun malsamaj ligitaj katjonoj[J].Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W,et al. Tre kvaternigitaj polistirenjonomeroj por altkvalitaj anjoninterŝanĝaj membranakvoelektrolizoj [J]. Natura Energio, 2020, 5: 378 — 385.
Afiŝtempo: Feb-02-2023