AEM е до одреден степен хибрид на PEM и традиционална електролиза базирана на дијафрагма со луга. Принципот на AEM електролитската ќелија е прикажан на Слика 3. На катодата, водата се редуцира за да произведе водород и OH -. OH - тече низ дијафрагмата до анодата, каде што се рекомбинира за да произведе кислород.
Ли и сор. [1-2] проучувале високо-ефикасен електролизатор за вода од високо кватернизиран полистирен и полифенилен AEM, а резултатите покажале дека густината на струјата била 2,7A/cm2 на 85°C при напон од 1,8V. При употреба на NiFe и PtRu/C како катализатори за производство на водород, густината на струјата значително се намалила на 906mA/cm2. Чен и сор. [5] проучувале примена на високо-ефикасен електролитски катализатор од неблагородни метали во електролизатор со алкален полимерски филм. NiMo оксидите биле редуцирани со H2/NH3, NH3, H2 и N2 гасови на различни температури за синтетизирање на електролитски катализатори за производство на водород. Резултатите покажуваат дека катализаторот NiMo-NH3/H2 со редукција на H2/NH3 има најдобри перформанси, со густина на струја до 1,0A/cm2 и ефикасност на конверзија на енергија од 75% на 1,57V и 80°C. „Евоник индустрис“, врз основа на својата постоечка технологија за мембрана за сепарација на гасови, разви патентиран полимерен материјал за употреба во AEM електролитски ќелии и моментално го проширува производството на мембрани на пилот-линија. Следниот чекор е да се потврди сигурноста на системот и да се подобрат спецификациите на батериите, а воедно да се зголеми и производството.
Во моментов, главните предизвици со кои се соочуваат AEM електролитичките ќелии се недостатокот на висока спроводливост и алкален отпор на AEM, а електрокатализаторот од благороден метал ги зголемува трошоците за производство на електролитски уреди. Во исто време, CO2 што влегува во филмот на ќелијата ќе го намали отпорот на филмот и отпорот на електродата, со што ќе се намалат електролитските перформанси. Идната насока на развој на AEM електролизерот е следнава: 1. Развој на AEM со висока спроводливост, јонска селективност и долгорочна алкална стабилност. 2. Надминување на проблемот со високата цена на катализаторот од благороден метал, развој на катализатор без благороден метал и високи перформанси. 3. Моментално, целната цена на AEM електролизерот е 20 долари/м2, што треба да се намали преку евтини суровини и намалени чекори на синтеза, со цел да се намали вкупната цена на AEM електролизерот. 4. Намалување на содржината на CO2 во електролитичката ќелија и подобрување на електролитските перформанси.
[1] Liu L, Kohl P A. Анјонски спроводливи повеќеблок кополимери со различни врзани катјони [J]. Journal of Polymer Science Дел А: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Високо кватернизирани полистиренски јономери за високо-ефикасни електролизери за вода со анјонска размена на мембрани [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Време на објавување: 02.02.2023