AEM हे काही प्रमाणात PEM आणि पारंपरिक डायफ्राम-आधारित लाय इलेक्ट्रोलायसिस यांचे संकरित रूप आहे. AEM इलेक्ट्रोलाइटिक सेलचे तत्त्व आकृती ३ मध्ये दाखवले आहे. कॅथोडवर, पाण्याचे क्षपण होऊन हायड्रोजन आणि OH- तयार होतात. OH- डायफ्राममधून ॲनोडकडे वाहतो, जिथे त्याचे पुनर्संयोजन होऊन ऑक्सिजन तयार होतो.
ली आणि सहकाऱ्यांनी [1-2] उच्च क्वार्टनाइज्ड पॉलिस्टीरिन आणि पॉलिफेनिलीन AEM उच्च-कार्यक्षमता वॉटर इलेक्ट्रोलायझरचा अभ्यास केला आणि निकालांवरून असे दिसून आले की 85°C तापमानावर 1.8V व्होल्टेजवर करंट डेन्सिटी 2.7A/cm2 होती. हायड्रोजन उत्पादनासाठी उत्प्रेरक म्हणून NiFe आणि PtRu/C वापरल्यावर, करंट डेन्सिटी लक्षणीयरीत्या कमी होऊन 906mA/cm2 झाली. चेन आणि सहकाऱ्यांनी [5] अल्कलाइन पॉलिमर फिल्म इलेक्ट्रोलायझरमध्ये उच्च-कार्यक्षम नॉन-नोबल मेटल इलेक्ट्रोलाइटिक उत्प्रेरकाच्या वापराचा अभ्यास केला. इलेक्ट्रोलाइटिक हायड्रोजन उत्पादन उत्प्रेरक संश्लेषित करण्यासाठी NiMo ऑक्साईड्सचे वेगवेगळ्या तापमानावर H2/NH3, NH3, H2 आणि N2 वायूंद्वारे रिडक्शन केले गेले. निकालांवरून असे दिसून येते की H2/NH3 रिडक्शनसह NiMo-NH3/H2 उत्प्रेरकाची कामगिरी सर्वोत्तम आहे, ज्यामध्ये 1.57V आणि 80°C तापमानावर करंट डेन्सिटी 1.0A/cm2 पर्यंत आणि ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता 75% आहे. एवोनिक इंडस्ट्रीजने, आपल्या विद्यमान गॅस सेपरेशन मेम्ब्रेन तंत्रज्ञानाच्या आधारे, एईएम इलेक्ट्रोलाइटिक सेल्समध्ये वापरण्यासाठी एक पेटंटेड पॉलिमर मटेरियल विकसित केले आहे आणि सध्या एका पायलट लाइनवर मेम्ब्रेनचे उत्पादन वाढवत आहे. पुढील टप्पा म्हणजे उत्पादन वाढवताना, सिस्टीमच्या विश्वासार्हतेची पडताळणी करणे आणि बॅटरीची वैशिष्ट्ये सुधारणे.
सध्या, AEM इलेक्ट्रोलाइटिक सेलसमोरील मुख्य आव्हाने म्हणजे AEM मध्ये उच्च चालकता आणि अल्कधर्मी प्रतिकारशक्तीचा अभाव, आणि मौल्यवान धातूंच्या इलेक्ट्रोकॅटॅलिस्टमुळे इलेक्ट्रोलाइटिक उपकरणांच्या निर्मितीचा खर्च वाढणे. त्याच वेळी, सेल फिल्ममध्ये प्रवेश करणारा CO2 फिल्मचा प्रतिरोध आणि इलेक्ट्रोडचा प्रतिरोध कमी करतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलाइटिक कार्यक्षमता कमी होते. AEM इलेक्ट्रोलायझरच्या भविष्यातील विकासाची दिशा खालीलप्रमाणे आहे: १. उच्च चालकता, आयन निवडक्षमता आणि दीर्घकालीन अल्कधर्मी स्थिरता असलेले AEM विकसित करणे. २. मौल्यवान धातूंच्या उत्प्रेरकाच्या उच्च खर्चाच्या समस्येवर मात करणे, मौल्यवान धातूंशिवाय आणि उच्च कार्यक्षमतेचे उत्प्रेरक विकसित करणे. ३. सध्या, AEM इलेक्ट्रोलायझरची लक्ष्यित किंमत $२०/m² आहे, जी स्वस्त कच्चा माल आणि संश्लेषणाच्या पायऱ्या कमी करून कमी करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून AEM इलेक्ट्रोलायझरचा एकूण खर्च कमी होईल. ४. इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमध्ये CO2 चे प्रमाण कमी करणे आणि इलेक्ट्रोलाइटिक कार्यक्षमता सुधारणे.
[1] लिऊ एल, कोहल पी ए. वेगवेगळ्या टेथर्ड कॅटायन्ससह ॲनायन कंडक्टिंग मल्टिब्लॉक कोपॉलिमर [जे]. जर्नल ऑफ पॉलिमर सायन्स पार्ट ए: पॉलिमर केमिस्ट्री, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] ली डी, पार्क ईजे, झू डब्ल्यू, इत्यादी. उच्च कार्यक्षमता असलेल्या ॲनायन एक्सचेंज मेम्ब्रेन वॉटर इलेक्ट्रोलायझर्ससाठी अत्यंत क्वार्टनाइज्ड पॉलिस्टीरिन आयोनोमर्स [जे]. नेचर एनर्जी, 2020, 5: 378 — 385.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०२-फेब्रुवारी-२०२३