Mae AEM i ryw raddau yn hybrid o PEM ac electrolysis lleith traddodiadol sy'n seiliedig ar ddiaffram. Dangosir egwyddor cell electrolytig AEM yn Ffigur 3. Wrth y catod, mae dŵr yn cael ei leihau i gynhyrchu hydrogen ac OH⁻. Mae OH⁻ yn llifo trwy'r diaffram i'r anod, lle mae'n ailgyfuno i gynhyrchu ocsigen.
Astudiodd Li et al. [1-2] electrolysydd dŵr perfformiad uchel polystyren a polyffenylen AEM wedi'i gwaterneiddio'n fawr, a dangosodd y canlyniadau fod y dwysedd cerrynt 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 cerrynt yn sylweddol i 906mA/cm2. Astudiodd Chen et al. [5] gymhwyso catalydd electrolytig metel an-nobl effeithlonrwydd uchel mewn electrolysydd ffilm polymer alcalïaidd. Gostyngwyd ocsidau NiMo gan nwyon H2/NH3, NH3, H2 ac N2 ar wahanol dymheredd i syntheseiddio catalyddion cynhyrchu hydrogen electrolytig. Mae'r canlyniadau'n dangos bod gan y catalydd NiMo-NH3/H2 gyda gostyngiad H2/NH3 y perfformiad gorau, gyda dwysedd cerrynt hyd at 1.0A/cm2 ac effeithlonrwydd trosi ynni o 75% ar 1.57V ac 80°C. Mae Evonik Industries, yn seiliedig ar ei dechnoleg pilen gwahanu nwy bresennol, 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, wrth gynyddu 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 electrocatalydd metelau gwerthfawr yn cynyddu cost gweithgynhyrchu dyfeisiau electrolytig. Ar yr un pryd, bydd CO2 sy'n mynd i mewn i ffilm y gell yn lleihau gwrthiant y ffilm a'r gwrthiant electrod, gan leihau'r perfformiad electrolytig. Dyma gyfeiriad datblygu electrolytydd AEM yn y dyfodol: 1. Datblygu AEM gyda dargludedd uchel, detholiad ïon a sefydlogrwydd alcalïaidd hirdymor. 2. Goresgyn problem cost uchel catalydd metelau gwerthfawr, datblygu catalydd heb fetel gwerthfawr a pherfformiad uchel. 3. Ar hyn o bryd, cost darged electrolytydd AEM yw $20 /m2, y mae angen ei leihau trwy ddeunyddiau crai rhad a chamau synthesis llai, er mwyn lleihau cost gyffredinol electrolytydd AEM. 4. Lleihau cynnwys CO2 yn y gell electrolytig a gwella perfformiad electrolytig.
[1] Liu L, Kohl P A. Copolymerau aml-bloc dargludol anion gyda gwahanol gatïonau clymog [J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, ac eraill. Ionomers polystyren wedi'u cwaterneiddio'n fawr ar gyfer electrolysyddion dŵr pilen cyfnewid anion perfformiad uchel [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Amser postio: Chwefror-02-2023