AEM એ અમુક અંશે PEM અને પરંપરાગત ડાયાફ્રેમ આધારિત લાઇ ઇલેક્ટ્રોલિસિસનું સંકર છે. AEM ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષનો સિદ્ધાંત આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. કેથોડ પર, હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીનું પ્રમાણ ઘટે છે અને OH -. OH — ડાયાફ્રેમમાંથી એનોડમાં વહે છે, જ્યાં તે ફરીથી જોડાઈને ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરે છે.
લી અને અન્ય [1-2] એ ઉચ્ચ ક્વાર્ટર્નાઇઝ્ડ પોલિસ્ટરીન અને પોલિફેનાઇલીન AEM ઉચ્ચ-પ્રદર્શન પાણી ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરનો અભ્યાસ કર્યો, અને પરિણામો દર્શાવે છે કે 1.8V ના વોલ્ટેજ પર 85°C પર વર્તમાન ઘનતા 2.7A/cm2 હતી. હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે NiFe અને PtRu/C નો ઉપયોગ કરતી વખતે, વર્તમાન ઘનતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટીને 906mA/cm2 થઈ ગઈ. ચેન અને અન્ય [5] એ આલ્કલાઇન પોલિમર ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરમાં ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા નોન-નોબલ મેટલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ઉત્પ્રેરકના ઉપયોગનો અભ્યાસ કર્યો. ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ઉત્પ્રેરકનું સંશ્લેષણ કરવા માટે વિવિધ તાપમાને NiMo ઓક્સાઇડને H2/NH3, NH3, H2 અને N2 વાયુઓ દ્વારા ઘટાડવામાં આવ્યા હતા. પરિણામો દર્શાવે છે કે H2/NH3 ઘટાડા સાથે NiMo-NH3/H2 ઉત્પ્રેરક શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન ધરાવે છે, વર્તમાન ઘનતા 1.0A/cm2 સુધી અને 1.57V અને 80°C પર 75% ની ઊર્જા રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા સાથે. ઇવોનિક ઇન્ડસ્ટ્રીઝે તેની હાલની ગેસ સેપરેશન મેમ્બ્રેન ટેકનોલોજીના આધારે, AEM ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષોમાં ઉપયોગ માટે પેટન્ટ કરાયેલ પોલિમર મટિરિયલ વિકસાવ્યું છે અને હાલમાં તે પાયલોટ લાઇન પર મેમ્બ્રેન ઉત્પાદનનો વિસ્તાર કરી રહ્યું છે. આગળનું પગલું એ સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતા ચકાસવાનું અને બેટરી સ્પષ્ટીકરણોમાં સુધારો કરવાનું છે, જ્યારે ઉત્પાદનમાં વધારો કરવાનું છે.
હાલમાં, AEM ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષો સામે મુખ્ય પડકારો એઇએમની ઉચ્ચ વાહકતા અને આલ્કલાઇન પ્રતિકારનો અભાવ છે, અને કિંમતી ધાતુ ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ઉપકરણોના ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો કરે છે. તે જ સમયે, કોષ ફિલ્મમાં પ્રવેશતા CO2 ફિલ્મ પ્રતિકાર અને ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિકાર ઘટાડશે, આમ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કામગીરીમાં ઘટાડો કરશે. AEM ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરની ભાવિ વિકાસ દિશા નીચે મુજબ છે: 1. ઉચ્ચ વાહકતા, આયન પસંદગી અને લાંબા ગાળાની આલ્કલાઇન સ્થિરતા સાથે AEM વિકસાવો. 2. કિંમતી ધાતુ ઉત્પ્રેરકની ઊંચી કિંમતની સમસ્યાને દૂર કરો, કિંમતી ધાતુ અને ઉચ્ચ પ્રદર્શન વિના ઉત્પ્રેરક વિકસાવો. 3. હાલમાં, AEM ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરનો લક્ષ્ય ખર્ચ $20 /m2 છે, જેને સસ્તા કાચા માલ અને ઘટાડેલા સંશ્લેષણ પગલાં દ્વારા ઘટાડવાની જરૂર છે, જેથી AEM ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરનો એકંદર ખર્ચ ઘટાડી શકાય. 4. ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કોષમાં CO2 સામગ્રી ઘટાડવી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કામગીરીમાં સુધારો કરવો.
[1] લિયુ એલ, કોહલ પી એ. વિવિધ ટેથર્ડ કેશન સાથે મલ્ટિબ્લોક કોપોલિમર્સનું સંચાલન કરતી એનિઓન [J]. જર્નલ ઓફ પોલિમર સાયન્સ ભાગ A: પોલિમર કેમિસ્ટ્રી, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] લી ડી, પાર્ક ઇજે, ઝુ ડબલ્યુ, વગેરે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા આયન વિનિમય પટલ પાણીના ઇલેક્ટ્રોલાઇઝર માટે ઉચ્ચ ક્વાર્ટર્નાઇઝ્ડ પોલિસ્ટરીન આયોનોમર્સ [J]. નેચર એનર્જી, 2020, 5: 378 — 385.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-૦૨-૨૦૨૩