AEM เป็นการผสมผสานระหว่าง PEM และอิเล็กโทรลิซิสน้ำด่างแบบดั้งเดิมที่ใช้ไดอะแฟรม หลักการของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ AEM แสดงในรูปที่ 3 ที่แคโทด น้ำจะลดลงเพื่อผลิตไฮโดรเจนและ OH - OH — ไหลผ่านไดอะแฟรมไปยังขั้วบวก ซึ่งรวมตัวกันอีกครั้งเพื่อผลิตออกซิเจน
หลี่และคณะ [1-2] ศึกษาพอลิสไตรีนที่มีควอเทอร์ไนซ์สูงและโพลีฟีนลีน AEM ด้วยอิเล็กโทรไลต์น้ำประสิทธิภาพสูง และผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นกระแสอยู่ที่ 2.7A/cm2 ที่ 85°C ที่แรงดันไฟฟ้า 1.8V เมื่อใช้ NiFe และ PtRu/C เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตไฮโดรเจน ความหนาแน่นกระแสไฟจะลดลงอย่างมากเป็น 906mA/cm2 เฉินและคณะ [5] ศึกษาการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์โลหะไม่มีตระกูลที่มีประสิทธิภาพสูงในอิเล็กโทรไลต์ฟิล์มอัลคาไลน์โพลีเมอร์ ไนโมออกไซด์ถูกรีดิวซ์ด้วยก๊าซ H2/NH3, NH3, H2 และ N2 ที่อุณหภูมิต่างกันเพื่อสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยา NiMo-NH3/H2 ที่มีการลด H2/NH3 มีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด โดยมีความหนาแน่นกระแสสูงถึง 1.0A/cm2 และประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 75% ที่ 1.57V และ 80°C Evonik Industries ใช้เทคโนโลยีเมมเบรนแยกก๊าซที่มีอยู่ โดยได้พัฒนาวัสดุโพลีเมอร์ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรสำหรับใช้ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ AEM และกำลังขยายการผลิตเมมเบรนในสายการผลิตนำร่อง ขั้นตอนต่อไปคือการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของระบบและปรับปรุงข้อกำหนดแบตเตอรี่ พร้อมทั้งขยายขนาดการผลิต
ในปัจจุบัน ความท้าทายหลักที่เซลล์อิเล็กโทรไลต์ AEM เผชิญคือการขาดการนำไฟฟ้าและความต้านทานด่างสูงของ AEM และตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้าของโลหะอันมีค่าทำให้ต้นทุนการผลิตอุปกรณ์อิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน CO2 ที่เข้าสู่ฟิล์มของเซลล์จะลดความต้านทานของฟิล์มและความต้านทานของอิเล็กโทรด ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์ ทิศทางการพัฒนาในอนาคตของอิเล็กโตรไลเซอร์ AEM มีดังนี้: 1. พัฒนา AEM ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง การเลือกไอออน และความเสถียรของความเป็นด่างในระยะยาว 2. เอาชนะปัญหาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าที่มีราคาสูง พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาโดยไม่ต้องใช้โลหะมีค่าและประสิทธิภาพสูง 3. ปัจจุบันต้นทุนเป้าหมายของอิเล็กโตรไลเซอร์ AEM อยู่ที่ 20 เหรียญสหรัฐฯ /m2 ซึ่งจำเป็นต้องลดลงด้วยวัตถุดิบราคาถูกและขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ลดลง เพื่อลดต้นทุนโดยรวมของอิเล็กโตรไลเซอร์ AEM 4. ลดปริมาณ CO2 ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์และปรับปรุงประสิทธิภาพอิเล็กโทรไลต์
(1) Liu L, Kohl PA A. Anion ดำเนินการโคโพลีเมอร์หลายบล็อกที่มีไอออนบวกที่ผูกไว้ต่างกัน [J] วารสารวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ส่วนที่ A: เคมีโพลีเมอร์, 2018, 56 (13): 1395 - 1403
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, และคณะ ไอโอโนเมอร์โพลีสไตรีนควอเทอร์ไนซ์สูงสำหรับอิเล็กโทรไลเซอร์น้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนประจุลบประสิทธิภาพสูง[J] พลังงานธรรมชาติ 2563 5: 378 — 385.
เวลาโพสต์: Feb-02-2023