AEM është deri diku një hibrid i PEM dhe elektrolizës tradicionale të bazuar në diafragmë me sodë kaustike. Parimi i qelizës elektrolitike AEM tregohet në Figurën 3. Në katodë, uji reduktohet për të prodhuar hidrogjen dhe OH -. OH - rrjedh përmes diafragmës në anodë, ku rikombinohet për të prodhuar oksigjen.
Li et al. [1-2] studiuan elektrolizuesin e ujit me performancë të lartë AEM të polistirenit dhe polifenilenit me kuaternizim të lartë, dhe rezultatet treguan se dendësia e rrymës ishte 2.7A/cm2 në 85°C në një tension prej 1.8V. Kur përdoren NiFe dhe PtRu/C si katalizatorë për prodhimin e hidrogjenit, dendësia e rrymës u ul ndjeshëm në 906mA/cm2. Chen et al. [5] studiuan aplikimin e katalizatorit elektrolitik me efikasitet të lartë të metaleve jo fisnike në elektrolizuesin e filmit polimer alkalik. Oksidet NiMo u reduktuan nga gazrat H2/NH3, NH3, H2 dhe N2 në temperatura të ndryshme për të sintetizuar katalizatorë elektrolitikë të prodhimit të hidrogjenit. Rezultatet tregojnë se katalizatori NiMo-NH3/H2 me reduktim H2/NH3 ka performancën më të mirë, me dendësi rryme deri në 1.0A/cm2 dhe efikasitet të konvertimit të energjisë prej 75% në 1.57V dhe 80°C. Evonik Industries, bazuar në teknologjinë e saj ekzistuese të membranës së ndarjes së gazrave, ka zhvilluar një material polimer të patentuar për përdorim në qelizat elektrolitike AEM dhe aktualisht po zgjeron prodhimin e membranës në një linjë pilot. Hapi tjetër është verifikimi i besueshmërisë së sistemit dhe përmirësimi i specifikimeve të baterive, ndërkohë që rritet prodhimi.
Aktualisht, sfidat kryesore me të cilat përballen qelizat elektrolitike AEM janë mungesa e përçueshmërisë së lartë dhe rezistencës alkaline të AEM, dhe elektrokatalizatori i metalit të çmuar rrit koston e prodhimit të pajisjeve elektrolitike. Në të njëjtën kohë, CO2 që hyn në filmin e qelizës do të zvogëlojë rezistencën e filmit dhe rezistencën e elektrodës, duke zvogëluar kështu performancën elektrolitike. Drejtimi i ardhshëm i zhvillimit të elektrolizuesit AEM është si më poshtë: 1. Zhvillimi i AEM me përçueshmëri të lartë, selektivitet jonik dhe stabilitet alkalik afatgjatë. 2. Kapërcimi i problemit të kostos së lartë të katalizatorit të metalit të çmuar, zhvillimi i katalizatorit pa metal të çmuar dhe performancë të lartë. 3. Aktualisht, kostoja e synuar e elektrolizuesit AEM është 20 dollarë/m2, e cila duhet të reduktohet përmes lëndëve të para të lira dhe hapave të reduktuar të sintezës, në mënyrë që të ulet kostoja e përgjithshme e elektrolizuesit AEM. 4. Ulja e përmbajtjes së CO2 në qelizën elektrolitike dhe përmirësimi i performancës elektrolitike.
[1] Liu L, Kohl P A. Kopolimerë shumëbllokësh përçues anionësh me katione të ndryshme të lidhura [J]. Revista e Shkencës së Polimerëve Pjesa A: Kimi e Polimerëve, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, etj. Jonomerë polistireni shumë të kuaternizuar për elektrolizues uji me membranë shkëmbimi anionik me performancë të lartë [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Koha e postimit: 02 shkurt 2023