AEM అనేది కొంతవరకు PEM మరియు సాంప్రదాయ డయాఫ్రమ్ ఆధారిత క్షార విద్యుద్విశ్లేషణల యొక్క సంకర రూపం. AEM విద్యుద్విశ్లేషణ కణం యొక్క సూత్రం పటం 3లో చూపబడింది. కాథోడ్ వద్ద, నీరు క్షయకరణం చెంది హైడ్రోజన్ మరియు OH⁻లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. OH⁻ డయాఫ్రమ్ గుండా ఆనోడ్కు ప్రవహించి, అక్కడ పునఃసంయోగం చెంది ఆక్సిజన్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
లి మరియు ఇతరులు [1-2] అధిక క్వాటర్నైజ్డ్ పాలీస్టైరిన్ మరియు పాలీఫెనిలీన్ AEM అధిక-పనితీరు గల నీటి ఎలక్ట్రోలైజర్ను అధ్యయనం చేశారు, మరియు ఫలితాలు 85°C వద్ద 1.8V వోల్టేజ్ వద్ద కరెంట్ సాంద్రత 2.7A/cm2 అని చూపించాయి. హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి NiFe మరియు PtRu/C లను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించినప్పుడు, కరెంట్ సాంద్రత గణనీయంగా 906mA/cm2 కు తగ్గింది. చెన్ మరియు ఇతరులు [5] ఆల్కలైన్ పాలిమర్ ఫిల్మ్ ఎలక్ట్రోలైజర్లో అధిక-సామర్థ్యం గల నాన్-నోబుల్ మెటల్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ ఉత్ప్రేరకం యొక్క అనువర్తనాన్ని అధ్యయనం చేశారు. ఎలక్ట్రోలైటిక్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి ఉత్ప్రేరకాలను సంశ్లేషణ చేయడానికి NiMo ఆక్సైడ్లను వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద H2/NH3, NH3, H2 మరియు N2 వాయువుల ద్వారా క్షయీకరించారు. ఫలితాలు H2/NH3 క్షయీకరణతో కూడిన NiMo-NH3/H2 ఉత్ప్రేరకం ఉత్తమ పనితీరును కలిగి ఉందని, 1.57V మరియు 80°C వద్ద 1.0A/cm2 వరకు కరెంట్ సాంద్రత మరియు 75% శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని చూపిస్తున్నాయి. ఎవోనిక్ ఇండస్ట్రీస్, తన వద్ద ఇప్పటికే ఉన్న గ్యాస్ సెపరేషన్ మెంబ్రేన్ టెక్నాలజీ ఆధారంగా, AEM ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్స్లో ఉపయోగించడానికి ఒక పేటెంట్ పొందిన పాలిమర్ మెటీరియల్ను అభివృద్ధి చేసింది మరియు ప్రస్తుతం ఒక పైలట్ లైన్లో మెంబ్రేన్ ఉత్పత్తిని విస్తరిస్తోంది. తదుపరి దశలో, ఉత్పత్తిని పెంచుతూనే, సిస్టమ్ యొక్క విశ్వసనీయతను ధృవీకరించడం మరియు బ్యాటరీ స్పెసిఫికేషన్లను మెరుగుపరచడం జరుగుతుంది.
ప్రస్తుతం, AEM ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్స్ ఎదుర్కొంటున్న ప్రధాన సవాళ్లు ఏవంటే, AEMకు అధిక వాహకత్వం మరియు క్షార నిరోధకత లేకపోవడం, మరియు విలువైన లోహ ఎలక్ట్రోక్యాటలిస్ట్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ పరికరాల తయారీ ఖర్చును పెంచడం. అదే సమయంలో, సెల్ ఫిల్మ్లోకి ప్రవేశించే CO2, ఫిల్మ్ నిరోధకతను మరియు ఎలక్ట్రోడ్ నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా ఎలక్ట్రోలైటిక్ పనితీరును తగ్గిస్తుంది. AEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క భవిష్యత్ అభివృద్ధి దిశ ఈ క్రింది విధంగా ఉంది: 1. అధిక వాహకత్వం, అయాన్ ఎంపిక మరియు దీర్ఘకాలిక క్షార స్థిరత్వం కలిగిన AEMను అభివృద్ధి చేయడం. 2. విలువైన లోహ ఉత్ప్రేరకం యొక్క అధిక ఖర్చు సమస్యను అధిగమించి, విలువైన లోహం లేని మరియు అధిక పనితీరు గల ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేయడం. 3. ప్రస్తుతం, AEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క లక్ష్యిత ఖర్చు $20 /m2, దీనిని చౌకైన ముడి పదార్థాలు మరియు సంశ్లేషణ దశలను తగ్గించడం ద్వారా తగ్గించాలి, తద్వారా AEM ఎలక్ట్రోలైజర్ యొక్క మొత్తం ఖర్చును తగ్గించవచ్చు. 4. ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్లో CO2 పరిమాణాన్ని తగ్గించి, ఎలక్ట్రోలైటిక్ పనితీరును మెరుగుపరచడం.
[1] లియు ఎల్, కోల్ పి ఎ. విభిన్న టెథర్డ్ కాటయాన్లతో కూడిన ఆనయాన్ కండక్టింగ్ మల్టీబ్లాక్ కోపాలిమర్లు[J]. జర్నల్ ఆఫ్ పాలిమర్ సైన్స్ పార్ట్ ఎ: పాలిమర్ కెమిస్ట్రీ, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] లి డి, పార్క్ ఇజె, జు డబ్ల్యు, మరియు ఇతరులు. అధిక పనితీరు గల అయాన్ మార్పిడి పొర నీటి విద్యుద్విశ్లేషణకారుల కోసం అధికంగా క్వాటర్నైజ్ చేయబడిన పాలీస్టైరిన్ అయోనోమర్లు[జె]. నేచర్ ఎనర్జీ, 2020, 5: 378 — 385.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: ఫిబ్రవరి-02-2023