AEM ass bis zu engem gewësse Grad en Hybrid vu PEM an der traditioneller Membran-baséierter Laugelektrolyse. De Prinzip vun der AEM-Elektrolytzell gëtt an der Figur 3 gewisen. Un der Kathod gëtt Waasser reduzéiert fir Waasserstoff an OH- ze produzéieren. OH- fléisst duerch d'Membran an d'Anode, wou et sech rekombinéiert fir Sauerstoff ze produzéieren.
Li et al. [1-2] hunn en héich quaterniséierte Polystyrol a Polyphenylen AEM Héichleistungswasserelektrolyser ënnersicht, an d'Resultater hunn gewisen, datt d'Stroumdicht 2,7 A/cm2 bei 85 °C an enger Spannung vun 1,8 V war. Wann NiFe a PtRu/C als Katalysatoren fir d'Waasserstoffproduktioun benotzt goufen, ass d'Stroumdicht däitlech op 906 mA/cm2 erofgaang. Chen et al. [5] hunn d'Uwendung vun engem héicheffizienten net-edelmetallelektrolytesche Katalysator an engem alkalische Polymerfilmelektrolyser ënnersicht. NiMo-Oxide goufen duerch H2/NH3, NH3, H2 an N2 Gaser bei verschiddenen Temperaturen reduzéiert fir elektrolytesch Waasserstoffproduktiounskatalysatoren ze synthetiséieren. D'Resultater weisen, datt den NiMo-NH3/H2 Katalysator mat H2/NH3 Reduktioun déi bescht Leeschtung huet, mat enger Stroumdicht vu bis zu 1,0 A/cm2 an enger Energiekonversiounseffizienz vu 75% bei 1,57 V an 80 °C. Evonik Industries huet, baséiert op senger existéierender Gasseparatiounsmembrantechnologie, e patentéiert Polymermaterial fir den Asaz an AEM Elektrolytzellen entwéckelt a baut de Moment d'Membranproduktioun op enger Pilotlinn aus. Den nächste Schrëtt ass d'Zouverlässegkeet vum System ze verifizéieren an d'Batteriespezifikatioune ze verbesseren, wärend d'Produktioun opskaléiert gëtt.
Déi aktuell Haaptproblemer fir AEM Elektrolytzellen sinn de Manktem u héijer Konduktivitéit an Alkali-Resistenz vun AEM, an den Edelmetall-Elektrokatalysator erhéicht d'Käschte fir d'Produktioun vun elektrolyteschen Apparater. Gläichzäiteg reduzéiert de CO2, deen an de Zellfilm kënnt, de Filmresistenz an den Elektrodenresistenz, wouduerch d'elektrolytesch Leeschtung reduzéiert gëtt. Déi zukünfteg Entwécklungsrichtung vum AEM Elektrolyser ass wéi follegt: 1. Entwécklung vun AEM mat héijer Konduktivitéit, Ionenselektivitéit a laangfristeger alkalescher Stabilitéit. 2. Iwwerwanne vum Problem vun den héije Käschte vum Edelmetallkatalysator, Entwécklung vu Katalysatoren ouni Edelmetall a mat héijer Leeschtung. 3. Aktuell sinn d'Zilkäschte vum AEM Elektrolyser 20 $ /m2, wat duerch bëlleg Rohmaterialien a reduzéiert Syntheseschrëtt reduzéiert muss ginn, fir d'Gesamtkäschte vum AEM Elektrolyser ze reduzéieren. 4. Reduktioun vum CO2-Gehalt an der Elektrolytzell an Verbesserung vun der elektrolytescher Leeschtung.
[1] Liu L, Kohl P A. Anion-leitend Multiblock-Copolymere mat verschiddene gebonnenen Kationen [J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 - 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Héich quaterniséiert Polystyrol-Ionomeren fir héich performant Anionenaustauschmembran-Waasserelektrolyser [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 - 385.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 02. Februar 2023