AEM është në një farë mase një hibrid i PEM dhe elektrolizës tradicionale të sofrës së bazuar në diafragmë. Parimi i qelizës elektrolitike AEM është paraqitur në figurën 3. Në katodë, uji reduktohet për të prodhuar hidrogjen dhe OH -. OH - rrjedh përmes diafragmës në anodë, ku rikombinohet për të prodhuar oksigjen.
Li et al. [1-2] studioi elektrolizuesin e ujit me performancë të lartë të polistirenit dhe polifenilenit shumë të kuaternizuar AEM, dhe rezultatet treguan se densiteti i rrymës ishte 2.7A/cm2 në 85°C në një tension prej 1.8V. Kur përdorni NiFe dhe PtRu/C si katalizatorë për prodhimin e hidrogjenit, dendësia e rrymës u ul ndjeshëm në 906mA/cm2. Chen et al. [5] studioi aplikimin e katalizatorit elektrolitik të metaleve jo fisnike me efikasitet të lartë në elektrolizuesin e filmit polimer alkalik. Oksidet NiMo u reduktuan nga gazrat H2/NH3, NH3, H2 dhe N2 në temperatura të ndryshme për të sintetizuar katalizatorët elektrolitik të prodhimit të hidrogjenit. Rezultatet tregojnë se katalizatori NiMo-NH3/H2 me reduktim H2/NH3 ka performancën më të mirë, me densitet të rrymës deri në 1.0A/cm2 dhe efikasitet të konvertimit të energjisë prej 75% në 1.57V dhe 80°C. Evonik Industries, bazuar në teknologjinë ekzistuese të membranës së ndarjes së gazit, ka zhvilluar një material polimer të patentuar për përdorim në qelizat elektrolitike AEM dhe aktualisht po zgjeron prodhimin e membranës në një linjë pilot. Hapi tjetër është verifikimi i besueshmërisë së sistemit dhe përmirësimi i specifikimeve të baterisë, ndërkohë që rritet prodhimi.
Aktualisht, sfidat kryesore me të cilat përballen qelizat elektrolitike AEM janë mungesa e përçueshmërisë së lartë dhe rezistencës alkaline të AEM, dhe elektrokatalizatori i metaleve të çmuara rrit koston e prodhimit të pajisjeve elektrolitike. Në të njëjtën kohë, CO2 që hyn në filmin e qelizës do të zvogëlojë rezistencën e filmit dhe rezistencën e elektrodës, duke ulur kështu performancën elektrolitike. Drejtimi i zhvillimit të ardhshëm të elektrolizuesit AEM është si vijon: 1. Zhvilloni AEM me përçueshmëri të lartë, selektivitet jonesh dhe qëndrueshmëri alkaline afatgjatë. 2. Kapërceni problemin e kostos së lartë të katalizatorit të metaleve të çmuar, zhvilloni katalizatorin pa metal të çmuar dhe performancë të lartë. 3. Aktualisht, kostoja e synuar e elektrolizuesit AEM është 20 $/m2, e cila duhet të reduktohet përmes lëndëve të para të lira dhe hapave të reduktuar të sintezës, në mënyrë që të reduktohet kostoja e përgjithshme e elektrolizuesit AEM. 4. Reduktoni përmbajtjen e CO2 në qelizën elektrolitike dhe përmirësoni performancën elektrolitike.
[1] Liu L, Kohl P A. Kopolimerë shumëblloqesh që përçojnë anion me katione të ndryshme të lidhura[J].Journal of Polymer Science Pjesa A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W,et al. Jonomerë të polistirenit shumë të kuaternizuar për elektrolizues uji me membranë shkëmbyese të anionit me performancë të lartë[J]. Nature Energy, 2020, 5: 378-385.
Koha e postimit: Shkurt-02-2023