AEM-ը որոշ չափով PEM-ի և ավանդական դիֆրագմայի վրա հիմնված լուծի էլեկտրոլիզի հիբրիդ է: AEM էլեկտրոլիտիկ բջիջի սկզբունքը ներկայացված է Նկար 3-ում: Կաթոդում ջուրը կրճատվում է ջրածնի և OH - արտադրելու համար: OH - հոսում է դիֆրագմայի միջով դեպի անոդ, որտեղ այն վերամիավորվում է՝ արտադրելով թթվածին:
Լի et al. [1-2] ուսումնասիրվել է բարձր չորրորդականացված պոլիստիրոլի և պոլիֆենիլենային AEM բարձր արդյունավետության ջրի էլեկտրոլիզատորը, և արդյունքները ցույց են տվել, որ ընթացիկ խտությունը 85°C-ում 1,8 Վ լարման դեպքում կազմում է 2,7 Ա/սմ2: NiFe-ը և PtRu/C-ն որպես ջրածնի արտադրության կատալիզատոր օգտագործելիս ընթացիկ խտությունը զգալիորեն նվազել է մինչև 906 մԱ/սմ2: Chen et al. [5] ուսումնասիրել է բարձր արդյունավետությամբ ոչ ազնիվ մետաղների էլեկտրոլիտիկ կատալիզատորի կիրառումը ալկալային պոլիմերային թաղանթի էլեկտրոլիզատորում։ NiMo օքսիդները կրճատվել են H2/NH3, NH3, H2 և N2 գազերով տարբեր ջերմաստիճաններում՝ սինթեզելու էլեկտրոլիտիկ ջրածնի արտադրության կատալիզատորներ: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ NiMo-NH3/H2 կատալիզատորը H2/NH3 նվազեցմամբ ունի լավագույն կատարումը՝ ընթացիկ խտությամբ մինչև 1.0A/cm2 և էներգիայի փոխակերպման արդյունավետությունը 75% 1.57V և 80°C ջերմաստիճանում: Evonik Industries-ը, հիմնվելով գազի տարանջատման մեմբրանի առկա տեխնոլոգիայի վրա, մշակել է արտոնագրված պոլիմերային նյութ՝ AEM էլեկտրոլիտիկ բջիջներում օգտագործելու համար և ներկայումս ընդլայնում է մեմբրանի արտադրությունը փորձնական գծում: Հաջորդ քայլը համակարգի հուսալիության ստուգումն է և մարտկոցի բնութագրերի բարելավումը, միաժամանակ արտադրությունը մեծացնելով:
Ներկայումս AEM էլեկտրոլիտիկ բջիջների առջև ծառացած հիմնական մարտահրավերներն են AEM-ի բարձր հաղորդունակության և ալկալային դիմադրության բացակայությունը, իսկ թանկարժեք մետաղի էլեկտրակատալիտորը բարձրացնում է էլեկտրոլիտիկ սարքերի արտադրության արժեքը: Միևնույն ժամանակ, CO2-ը, որը մտնում է բջջային թաղանթ, կնվազեցնի ֆիլմի դիմադրությունը և էլեկտրոդի դիմադրությունը, դրանով իսկ նվազեցնելով էլեկտրոլիտիկ աշխատանքը: AEM էլեկտրոլիզատորի հետագա զարգացման ուղղությունը հետևյալն է. 1. Մշակել AEM բարձր հաղորդունակությամբ, իոնների ընտրողականությամբ և երկարաժամկետ ալկալային կայունությամբ: 2. Հաղթահարել թանկարժեք մետաղների կատալիզատորի բարձր արժեքի խնդիրը, մշակել կատալիզատոր առանց թանկարժեք մետաղի և բարձր կատարողականության: 3. Ներկայումս AEM էլեկտրոլիզատորի նպատակային արժեքը կազմում է $20 /մ2, որը պետք է կրճատվի էժան հումքի և սինթեզի կրճատման քայլերի միջոցով, որպեսզի նվազեցվի AEM էլեկտրոլիզատորի ընդհանուր արժեքը: 4. Նվազեցնել CO2-ի պարունակությունը էլեկտրոլիտիկ խցում և բարելավել էլեկտրոլիտիկ աշխատանքը:
[1] Liu L, Kohl P A. Անիոն հաղորդող բազմաբլոկային համապոլիմերներ տարբեր կապակցված կատիոններով [J]: Պոլիմերային գիտության ամսագիր Մաս Ա. Պոլիմերային քիմիա, 2018, 56(13): 1395 — 1403:
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Բարձր չորրորդականացված պոլիստիրոլի իոնոմերներ բարձր արդյունավետության անիոնափոխանակման թաղանթով ջրի էլեկտրոլիզատորների համար [J]: Բնության էներգիա, 2020, 5: 378 — 385:
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-02-2023