ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான அயன் பரிமாற்ற சவ்வு (AEM) ஹைட்ரோ எலக்ட்ரோலிசிஸின் முன்னேற்றம் மற்றும் பொருளாதார பகுப்பாய்வு

AEM என்பது ஓரளவிற்கு PEM மற்றும் பாரம்பரிய உதரவிதானம் சார்ந்த லை மின்னாற்பகுப்பின் கலப்பினமாகும். AEM மின்னாற்பகுப்பு கலத்தின் கொள்கை படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. கேத்தோடில், ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய நீர் குறைக்கப்பட்டு OH -. ஓஹெச் -- உதரவிதானம் வழியாக அனோடில் பாய்கிறது, அங்கு அது மீண்டும் இணைந்து ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகிறது.

லி மற்றும் பலர். [1-2] மிகவும் குவாட்டர்னிஸ்டு பாலிஸ்டிரீன் மற்றும் பாலிபெனிலீன் AEM உயர் செயல்திறன் நீர் மின்னாற்பகுப்பு ஆய்வு, மற்றும் முடிவுகள் தற்போதைய அடர்த்தி 1.8V மின்னழுத்தத்தில் 85 ° C இல் 2.7A/cm2 என்று காட்டியது. ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான வினையூக்கிகளாக NiFe மற்றும் PtRu/C ஐப் பயன்படுத்தும் போது, ​​தற்போதைய அடர்த்தி 906mA/cm2 ஆக கணிசமாகக் குறைந்தது. சென் மற்றும் பலர். [5] அல்கலைன் பாலிமர் ஃபிலிம் எலக்ட்ரோலைசரில் உயர்-செயல்திறன் அல்லாத உன்னத உலோக மின்னாற்பகுப்பு வினையூக்கியின் பயன்பாட்டை ஆய்வு செய்தார். NiMo ஆக்சைடுகள் H2/NH3, NH3, H2 மற்றும் N2 வாயுக்களால் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் மின்னாற்பகுப்பு ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி வினையூக்கிகளை ஒருங்கிணைக்க குறைக்கப்பட்டது. H2/NH3 குறைப்புடன் கூடிய NiMo-NH3/H2 வினையூக்கியானது 1.0A/cm2 வரை தற்போதைய அடர்த்தி மற்றும் 1.57V மற்றும் 80°C இல் 75% ஆற்றல் மாற்றும் திறன் கொண்ட சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. Evonik Industries, அதன் தற்போதைய வாயு பிரிப்பு சவ்வு தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில், AEM மின்னாற்பகுப்பு கலங்களில் பயன்படுத்த காப்புரிமை பெற்ற பாலிமர் பொருளை உருவாக்கியுள்ளது மற்றும் தற்போது ஒரு பைலட் வரிசையில் சவ்வு உற்பத்தியை விரிவுபடுத்துகிறது. அடுத்த கட்டமாக, கணினியின் நம்பகத்தன்மையை சரிபார்த்து, பேட்டரி விவரக்குறிப்புகளை மேம்படுத்தி, உற்பத்தியை அதிகரிக்க வேண்டும்.

தற்போது, ​​AEM மின்னாற்பகுப்பு செல்கள் எதிர்கொள்ளும் முக்கிய சவால்கள், அதிக கடத்துத்திறன் மற்றும் AEM இன் கார எதிர்ப்பின் குறைபாடு ஆகும், மேலும் விலைமதிப்பற்ற உலோக மின்னாற்பகுப்பு மின்னாற்பகுப்பு சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான செலவை அதிகரிக்கிறது. அதே நேரத்தில், செல் படத்தில் நுழையும் CO2 பட எதிர்ப்பு மற்றும் மின்முனை எதிர்ப்பைக் குறைக்கும், இதனால் மின்னாற்பகுப்பு செயல்திறன் குறைகிறது. AEM எலக்ட்ரோலைசரின் எதிர்கால வளர்ச்சி திசை பின்வருமாறு: 1. அதிக கடத்துத்திறன், அயன் தேர்வு மற்றும் நீண்ட கால கார நிலைத்தன்மையுடன் AEM ஐ உருவாக்கவும். 2. விலைமதிப்பற்ற உலோக வினையூக்கியின் அதிக விலையின் சிக்கலைச் சமாளிக்கவும், விலைமதிப்பற்ற உலோகம் மற்றும் உயர் செயல்திறன் இல்லாமல் வினையூக்கியை உருவாக்கவும். 3. தற்போது, ​​AEM எலக்ட்ரோலைசரின் இலக்கு விலை $20 /m2 ஆகும், இது மலிவான மூலப்பொருட்கள் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட தொகுப்பு படிகள் மூலம் குறைக்கப்பட வேண்டும், இதனால் AEM எலக்ட்ரோலைசரின் ஒட்டுமொத்த செலவைக் குறைக்க வேண்டும். 4. மின்னாற்பகுப்பு கலத்தில் CO2 உள்ளடக்கத்தைக் குறைத்து, மின்னாற்பகுப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்தவும்.

[1] Liu L,Kohl P A. Anion Conducting multiblock copolymers with different tethered cations[J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 -- 1403.

[2] லி டி, பார்க் இ ஜே, ஜு டபிள்யூ, மற்றும் பலர். உயர் செயல்திறன் கொண்ட அயன் பரிமாற்ற சவ்வு நீர் மின்னாற்பகுப்புகளுக்கான உயர் குவாட்டர்னிஸ்டு பாலிஸ்டிரீன் அயனோமர்கள்[J]. நேச்சர் எனர்ஜி, 2020, 5: 378 -- 385.