AEM kwa kiasi fulani ni mseto wa elektrolisisi ya lye inayotegemea PEM na diaphragm ya kitamaduni. Kanuni ya seli ya elektrolitiki ya AEM imeonyeshwa kwenye Mchoro 3. Kwenye kathodi, maji hupunguzwa ili kutoa hidrojeni na OH -. OH - hutiririka kupitia diaphragm hadi kwenye anodi, ambapo huchanganyika tena ili kutoa oksijeni.
Li et al. [1-2] walisoma polstyrene na polifenilini AEM yenye elektroliza maji yenye utendaji wa hali ya juu, na matokeo yalionyesha kuwa msongamano wa sasa ulikuwa 2.7A/cm2 kwa 85°C kwa volteji ya 1.8V. Wakati wa kutumia NiFe na PtRu/C kama vichocheo vya uzalishaji wa hidrojeni, msongamano wa sasa ulipungua kwa kiasi kikubwa hadi 906mA/cm2. Chen et al. [5] walisoma matumizi ya kichocheo cha elektroliti cha metali kisicho na ufanisi mkubwa katika elektroliza ya filamu ya polima ya alkali. Oksidi za NiMo zilipunguzwa na gesi za H2/NH3, NH3, H2 na N2 katika halijoto tofauti ili kutengeneza vichocheo vya uzalishaji wa hidrojeni ya elektroliti. Matokeo yanaonyesha kuwa kichocheo cha NiMo-NH3/H2 chenye upunguzaji wa H2/NH3 kina utendaji bora zaidi, huku msongamano wa sasa ukifikia 1.0A/cm2 na ufanisi wa ubadilishaji wa nishati wa 75% kwa 1.57V na 80°C. Evonik Industries, kwa kuzingatia teknolojia yake ya sasa ya utando wa utenganishaji wa gesi, imeunda nyenzo ya polima yenye hati miliki kwa ajili ya matumizi katika seli za elektroliti za AEM na kwa sasa inapanua uzalishaji wa utando kwenye mstari wa majaribio. Hatua inayofuata ni kuthibitisha uaminifu wa mfumo na kuboresha vipimo vya betri, huku ikiongeza uzalishaji.
Kwa sasa, changamoto kuu zinazokabili seli za elektroliti za AEM ni ukosefu wa upitishaji wa juu wa umeme na upinzani wa alkali wa AEM, na kichocheo cha elektroliti cha metali ya thamani huongeza gharama ya kutengeneza vifaa vya elektroliti. Wakati huo huo, CO2 inayoingia kwenye filamu ya seli itapunguza upinzani wa filamu na upinzani wa elektroliti, hivyo kupunguza utendaji wa elektroliti. Mwelekeo wa maendeleo ya baadaye wa elektroliti ya AEM ni kama ifuatavyo: 1. Kuendeleza AEM yenye upitishaji wa juu wa umeme, uteuzi wa ioni na utulivu wa alkali wa muda mrefu. 2. Kushinda tatizo la gharama kubwa ya kichocheo cha metali ya thamani, kukuza kichocheo bila metali ya thamani na utendaji wa juu. 3. Hivi sasa, gharama inayolengwa ya elektroliti ya AEM ni $20 /m2, ambayo inahitaji kupunguzwa kupitia malighafi za bei nafuu na hatua za kupunguzwa za usanisi, ili kupunguza gharama ya jumla ya elektroliti ya AEM. 4. Kupunguza kiwango cha CO2 katika seli ya elektroliti na kuboresha utendaji wa elektroliti.
[1] Liu L, Kohl P A. Anion inayoendesha kopolima nyingi zenye kasheni tofauti zilizofungwa [J]. Jarida la Sayansi ya Polima Sehemu A: Kemia ya Polima, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Ionoma za polistini zenye umbo la quaterni nyingi kwa ajili ya elektroliza maji ya utando wa kubadilishana anioni zenye utendaji wa hali ya juu[J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Muda wa chapisho: Februari-02-2023