AEM то андозае омехтаи электролизи анъанавии PEM ва ишқор дар асоси диафрагма мебошад. Принсипи кори ҳуҷайраи электролитии AEM дар расми 3 нишон дода шудааст. Дар катод, об барои истеҳсоли гидроген барқарор мешавад ва OH-. OH — тавассути диафрагма ба анод ҷорӣ мешавад ва дар он ҷо барои истеҳсоли оксиген дубора муттаҳид мешавад.
Ли ва ҳамкорон [1-2] электролизери обии баландсифати полистироли кватернизатсионӣ ва полифенилен AEM-ро омӯхтанд ва натиҷаҳо нишон доданд, ки зичии ҷараён дар 85°C дар шиддати 1,8V 2,7A/cm2 буд. Ҳангоми истифодаи NiFe ва PtRu/C ҳамчун катализаторҳо барои истеҳсоли гидроген, зичии ҷараён ба таври назаррас то 906mA/cm2 коҳиш ёфт. Чен ва ҳамкорон [5] татбиқи катализатори электролитии металлии ғайриаслии баландсифатро дар электролизери плёнкаи полимерии ишқорӣ омӯхтанд. Оксидҳои NiMo бо газҳои H2/NH3, NH3, H2 ва N2 дар ҳароратҳои гуногун барои синтези катализаторҳои истеҳсоли гидрогени электролитӣ барқарор карда шуданд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки катализатори NiMo-NH3/H2 бо барқароркунии H2/NH3 беҳтарин самаранокӣ дорад, ки зичии ҷараён то 1,0A/cm2 ва самаранокии табдили энергия дар 1,57V ва 80°C 75% аст. Ширкати Evonik Industries, ки бар асоси технологияи мавҷудаи мембранаи ҷудокунии газ кор мекунад, маводи полимерии патентшударо барои истифода дар ҳуҷайраҳои электролитии AEM таҳия кардааст ва айни замон истеҳсоли мембранаро дар хатти озмоишӣ васеъ мекунад. Қадами навбатӣ тасдиқи эътимоднокии система ва беҳтар кардани хусусиятҳои батарея ва ҳамзамон афзоиши истеҳсолот мебошад.
Дар айни замон, мушкилоти асосие, ки бо ҳуҷайраҳои электролитии AEM рӯбарӯ ҳастанд, набудани гузаронандагии баланд ва муқовимати ишқории AEM мебошанд ва электрокатализатори металлҳои қиматбаҳо арзиши истеҳсоли дастгоҳҳои электролитиро зиёд мекунад. Дар айни замон, ворид шудани CO2 ба плёнкаи ҳуҷайра муқовимати плёнка ва муқовимати электродро коҳиш медиҳад ва бо ин васила самаранокии электролитиро коҳиш медиҳад. Самти рушди ояндаи электролизери AEM чунин аст: 1. Таҳияи AEM бо гузаронандагии баланд, интихоби ион ва устувории ишқории дарозмуддат. 2. Бартараф кардани мушкилоти арзиши баланди катализатори металлҳои қиматбаҳо, таҳияи катализатор бе металлҳои қиматбаҳо ва самаранокии баланд. 3. Дар айни замон, арзиши мақсадноки электролизери AEM 20 доллар/м2 аст, ки бояд тавассути ашёи хоми арзон ва кам кардани қадамҳои синтез кам карда шавад, то арзиши умумии электролизери AEM кам карда шавад. 4. Кам кардани миқдори CO2 дар ҳуҷайраҳои электролитӣ ва беҳтар кардани самаранокии электролитӣ.
[1] Liu L, Kohl P A. Анионҳои гузаронандаи сополимерҳои бисёрблокӣ бо катионҳои гуногуни пайвастшуда [J]. Маҷаллаи илми полимерӣ Қисми A: Химияи полимерӣ, 2018, 56(13): 1395 — 1403.
[2] Ли Д, Парк ЭҶ, Жу В ва дигарон. Иономерҳои полистиролии баландсифати кватернизатсионӣ барои электролизерҳои оби мембранаи мубодилаи анионии баландсифат [Ҷ]. Nature Energy, 2020, 5: 378 — 385.
Вақти нашр: 02 феврали соли 2023