ຄວາມຄືບຫນ້າແລະການວິເຄາະເສດຖະກິດຂອງ hydroelectrolysis membrane ແລກປ່ຽນ ion (AEM) ສໍາລັບການຜະລິດ hydrogen

AEM ແມ່ນບາງສ່ວນປະສົມຂອງ PEM ແລະ diaphragm ພື້ນເມືອງໂດຍອີງໃສ່ electrolysis lye. ຫຼັກການຂອງເຊນ electrolytic AEM ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3. ຢູ່ທີ່ cathode, ນ້ໍາຖືກຫຼຸດລົງເພື່ອຜະລິດ hydrogen ແລະ OH -. OH -- ໄຫຼຜ່ານ diaphragm ໄປຫາ anode, ບ່ອນທີ່ມັນ recombines ເພື່ອຜະລິດອົກຊີເຈນ.

Li et al. [1-2] ໄດ້ສຶກສາ quaternized ສູງ polystyrene ແລະ polyphenylene AEM electrolyzer ນ້ໍາປະສິດທິພາບສູງ, ແລະຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນແມ່ນ 2.7A / cm2 ທີ່ 85 ° C ທີ່ແຮງດັນຂອງ 1.8V. ເມື່ອໃຊ້ NiFe ແລະ PtRu/C ເປັນຕົວເລັ່ງການຜະລິດໄຮໂດເຈນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຖິງ 906mA / cm2. Chen et al. [5​] ໄດ້​ສຶກ​ສາ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຂອງ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​ສູງ​ຂອງ catalyst electrolytic ໂລ​ຫະ​ທີ່​ບໍ່​ແມ່ນ noble ໃນ​ເປັນ​ດ່າງ polymer film electrolyzer​. NiMo oxides ໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງໂດຍອາຍແກັສ H2/NH3, NH3, H2 ແລະ N2 ໃນອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອສັງເຄາະຕົວເລັ່ງການຜະລິດ hydrogen electrolytic. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ NiMo-NH3 / H2 catalyst ທີ່ມີການຫຼຸດຜ່ອນ H2 / NH3 ມີປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນເຖິງ 1.0A / cm2 ແລະປະສິດທິພາບການແປງພະລັງງານຂອງ 75% ທີ່ 1.57V ແລະ 80 ° C. Evonik Industries, ໂດຍອີງໃສ່ເທກໂນໂລຍີຂອງເຍື່ອແຍກອາຍແກັສທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ໄດ້ພັດທະນາວັດສະດຸໂພລີເມີທີ່ມີສິດທິບັດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນຈຸລັງໄຟຟ້າ AEM ແລະປະຈຸບັນກໍາລັງຂະຫຍາຍການຜະລິດເຍື່ອໃນສາຍທົດລອງ. ຂັ້ນ​ຕອນ​ຕໍ່​ໄປ​ແມ່ນ​ການ​ກວດ​ສອບ​ຄວາມ​ຫນ້າ​ເຊື່ອ​ຖື​ຂອງ​ລະ​ບົບ​ແລະ​ປັບ​ປຸງ​ສະ​ເພາະ​ຫມໍ້​ໄຟ​, ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ຂະ​ຫຍາຍ​ການ​ຜະ​ລິດ​.

ໃນປັດຈຸບັນ, ສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍທີ່ກໍາລັງປະເຊີນກັບຈຸລັງ electrolytic AEM ແມ່ນການຂາດການ conductivity ສູງແລະການຕໍ່ຕ້ານດ່າງຂອງ AEM, ແລະ electrocatalyst ໂລຫະປະເສີດເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດອຸປະກອນ electrolytic. ໃນເວລາດຽວກັນ, CO2 ເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາຈຸລັງຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຂອງຟິມແລະການຕໍ່ຕ້ານ electrode, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນການປະຕິບັດ electrolytic. ທິດທາງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງ AEM electrolyzer ມີດັ່ງນີ້: 1. ພັດທະນາ AEM ທີ່ມີ conductivity ສູງ, ການຄັດເລືອກ ion ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງເປັນດ່າງໃນໄລຍະຍາວ. 2. ເອົາຊະນະບັນຫາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງ catalyst ໂລຫະປະເສີດ, ພັດທະນາ catalyst ໂດຍບໍ່ມີໂລຫະປະເສີດແລະປະສິດທິພາບສູງ. 3. ໃນປັດຈຸບັນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງເຄື່ອງໄຟຟ້າ AEM ເປົ້າຫມາຍແມ່ນ $ 20 / m2, ເຊິ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຫຼຸດລົງໂດຍຜ່ານວັດຖຸດິບທີ່ມີລາຄາຖືກແລະຫຼຸດລົງຂັ້ນຕອນການສັງເຄາະ, ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍລວມຂອງ electrolyzer AEM. 4. ຫຼຸດຜ່ອນເນື້ອໃນ CO2 ໃນຈຸລັງ electrolytic ແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບ electrolytic.

[1] Liu L,Kohl P A. Anion ດໍາເນີນ copolymer multiblock ກັບ tethered cations ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ[J].Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 -- 1403.

[2​] Li D​, Park E J​, Zhu W​, et al​. ທາດໄອໂອໂນມ polystyrene quaternized ສູງສໍາລັບປະສິດທິພາບສູງຂອງການແລກປ່ຽນ anion membrane electrolysers ນ້ໍາ[J]. ພະລັງງານທໍາມະຊາດ, 2020, 5: 378 - 385.