AEM is foar in part in hybride fan PEM en tradisjonele diafragma-basearre loogelektrolyse. It prinsipe fan 'e AEM elektrolytyske sel wurdt werjûn yn figuer 3. By de katode wurdt wetter redusearre om wetterstof en OH⁻ te produsearjen. OH⁻ streamt troch it diafragma nei de anode, dêr't it rekombinearret om soerstof te produsearjen.
Li et al. [1-2] bestudearren in heech-kwaternisearre polystyreen en polyfenyleen AEM hege-prestaasjes wetterelektrolyser, en de resultaten lieten sjen dat de stroomtichtens 2.7A/cm2 wie by 85°C by in spanning fan 1.8V. By it brûken fan NiFe en PtRu/C as katalysatoren foar wetterstofproduksje, naam de stroomtichtens signifikant ôf nei 906mA/cm2. Chen et al. [5] bestudearren de tapassing fan in heech-effisjinte net-edelmetaal elektrolytyske katalysator yn in alkaline polymeerfilmelektrolyser. NiMo-oksiden waarden redusearre troch H2/NH3, NH3, H2 en N2 gassen by ferskate temperatueren om elektrolytyske wetterstofproduksjekatalysatoren te synthetisearjen. De resultaten litte sjen dat de NiMo-NH3/H2-katalysator mei H2/NH3-reduksje de bêste prestaasjes hat, mei in stroomtichtens oant 1.0A/cm2 en in enerzjykonverzje-effisjinsje fan 75% by 1.57V en 80°C. Evonik Industries hat, basearre op har besteande gasskiedingsmembraantechnology, in patintearre polymeermateriaal ûntwikkele foar gebrûk yn AEM elektrolytyske sellen en wreidet op it stuit membraanproduksje út op in pilotline. De folgjende stap is om de betrouberens fan it systeem te ferifiearjen en batterijspesifikaasjes te ferbetterjen, wylst de produksje opskale wurdt.
Op it stuit binne de wichtichste útdagings foar AEM-elektrolytyske sellen it gebrek oan hege geleidingsfermogen en alkaline wjerstân fan AEM, en de elektrokatalysator fan edelmetaal fergruttet de kosten fan it produsearjen fan elektrolytyske apparaten. Tagelyk sil CO2 dy't de selfilm yngiet de filmwjerstân en elektrodewjerstân ferminderje, wêrtroch't de elektrolytyske prestaasjes wurde fermindere. De takomstige ûntwikkelingsrjochting fan 'e AEM-elektrolyser is as folget: 1. Untwikkelje AEM mei hege geleidingsfermogen, ioanselektiviteit en lange-termyn alkaline stabiliteit. 2. Oerwinne it probleem fan 'e hege kosten fan' e kostbere metaalkatalysator, ûntwikkelje in katalysator sûnder edelmetaal en hege prestaasjes. 3. Op it stuit binne de doelkosten fan 'e AEM-elektrolyser $ 20 /m2, wat moat wurde fermindere troch goedkeape grûnstoffen en fermindere synthesestappen, om de totale kosten fan 'e AEM-elektrolyser te ferminderjen. 4. Ferminderje it CO2-gehalte yn 'e elektrolytyske sel en ferbetterje de elektrolytyske prestaasjes.
[1] Liu L, Kohl P A. Anion-geliedende multiblok-kopolymeren mei ferskillende ferbûne kationen [J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Heech kwaternisearre polystyreen-ionomeren foar wetterelektrolysers mei hege prestaasjes fan anionútwikselingsmembraan [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Pleatsingstiid: 2 febrewaris 2023