L-AEM huwa sa ċertu punt ibridu tal-PEM u l-elettroliżi tradizzjonali tal-lisċiva bbażata fuq id-dijaframma. Il-prinċipju taċ-ċellula elettrolitika tal-AEM huwa muri fil-Figura 3. Fil-katodu, l-ilma jitnaqqas biex jipproduċi idroġenu u OH-. OH— jiċċirkola mid-dijaframma sal-anodu, fejn jerġa' jingħaqad biex jipproduċi ossiġnu.
Li et al. [1-2] studjaw elettrolizzatur tal-ilma ta' prestazzjoni għolja AEM tal-polistirene u l-polifenilene kwaternizzat ħafna, u r-riżultati wrew li d-densità tal-kurrent kienet ta' 2.7A/cm2 f'85°C b'vultaġġ ta' 1.8V. Meta ntużaw NiFe u PtRu/C bħala katalisti għall-produzzjoni tal-idroġenu, id-densità tal-kurrent naqset b'mod sinifikanti għal 906mA/cm2. Chen et al. [5] studjaw l-applikazzjoni ta' katalist elettrolitiku ta' metall mhux nobbli ta' effiċjenza għolja f'elettrolizzatur tal-film polimeriku alkalin. L-ossidi NiMo tnaqqsu permezz ta' gassijiet H2/NH3, NH3, H2 u N2 f'temperaturi differenti biex jissintetizzaw katalisti tal-produzzjoni tal-idroġenu elettrolitiku. Ir-riżultati juru li l-katalist NiMo-NH3/H2 bit-tnaqqis tal-H2/NH3 għandu l-aħjar prestazzjoni, b'densità tal-kurrent sa 1.0A/cm2 u effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija ta' 75% f'1.57V u 80°C. Evonik Industries, ibbażata fuq it-teknoloġija eżistenti tagħha ta' membrana għas-separazzjoni tal-gass, żviluppat materjal polimeriku brevettat għall-użu fiċ-ċelloli elettrolitiċi AEM u bħalissa qed tespandi l-produzzjoni tal-membrana fuq linja pilota. Il-pass li jmiss huwa li tivverifika l-affidabbiltà tas-sistema u ttejjeb l-ispeċifikazzjonijiet tal-batterija, filwaqt li żżid il-produzzjoni.
Fil-preżent, l-isfidi ewlenin li jiffaċċjaw iċ-ċelloli elettrolitiċi tal-AEM huma n-nuqqas ta' konduttività għolja u reżistenza alkalina tal-AEM, u l-elettrokatalist tal-metall prezzjuż iżid l-ispiża tal-manifattura tal-apparati elettrolitiċi. Fl-istess ħin, is-CO2 li jidħol fil-film taċ-ċella se jnaqqas ir-reżistenza tal-film u r-reżistenza tal-elettrodu, u b'hekk inaqqas il-prestazzjoni elettrolitika. Id-direzzjoni tal-iżvilupp futur tal-elettrolizzatur AEM hija kif ġej: 1. Żvilupp ta' AEM b'konduttività għolja, selettività tal-joni u stabbiltà alkalina fit-tul. 2. Tegħleb il-problema tal-ispiża għolja tal-katalist tal-metall prezzjuż, żviluppa katalist mingħajr metall prezzjuż u ta' prestazzjoni għolja. 3. Bħalissa, l-ispiża fil-mira tal-elettrolizzatur AEM hija ta' $20 /m2, li jeħtieġ li titnaqqas permezz ta' materja prima rħisa u passi ta' sinteżi mnaqqsa, sabiex titnaqqas l-ispiża ġenerali tal-elettrolizzatur AEM. 4. Tnaqqas il-kontenut tas-CO2 fiċ-ċella elettrolitika u ttejjeb il-prestazzjoni elettrolitika.
[1] Liu L, Kohl P A. Kopolimeri multiblokk li jikkonduċu anjoni b'katjonijiet marbuta differenti [J]. Ġurnal tax-Xjenza tal-Polimeri Parti A: Kimika tal-Polimeri, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Jonomeri tal-polistirene kwaternizzati ħafna għal elettrolizzaturi tal-ilma b'membrana ta' skambju ta' anjoni ta' prestazzjoni għolja [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Ħin tal-posta: 02 ta' Frar 2023