Thuis > Nieuws > Nieuws uit de sector

Vooruitgang en economische analyse van hydro-elektrolyse met ionenuitwisselingsmembraan (AEM) voor de productie van waterstof

2023-02-06

AEM is tot op zekere hoogte een hybride van PEM en traditionele op diafragma gebaseerde loogelektrolyse. Het principe van de AEM-elektrolytische cel wordt weergegeven in figuur 3. Aan de kathode wordt water gereduceerd om waterstof en OH- te produceren. OH - stroomt door het diafragma naar de anode, waar het recombineert om zuurstof te produceren.

 微信图片_20230202133433

Li et al. [1-2] bestudeerde sterk gequaterniseerd polystyreen en polyfenyleen AEM krachtige waterelektrolyseur, en de resultaten toonden aan dat de stroomdichtheid 2,7 A/cm2 was bij 85 °C bij een spanning van 1,8 V. Bij gebruik van NiFe en PtRu/C als katalysatoren voor waterstofproductie daalde de stroomdichtheid aanzienlijk tot 906mA/cm2. Chen et al. [5] bestudeerde de toepassing van zeer efficiënte niet-edelmetaalelektrolytische katalysatoren in alkalische polymeerfilmelektrolysers. NiMo-oxiden werden gereduceerd door H2/NH3-, NH3-, H2- en N2-gassen bij verschillende temperaturen om elektrolytische waterstofproductiekatalysatoren te synthetiseren. De resultaten laten zien dat de NiMo-NH3/H2-katalysator met H2/NH3-reductie de beste prestaties levert, met een stroomdichtheid tot 1,0 A/cm2 en een energieconversie-efficiëntie van 75% bij 1,57 V en 80 °C. Evonik Industries heeft op basis van zijn bestaande gasscheidingsmembraantechnologie een gepatenteerd polymeermateriaal ontwikkeld voor gebruik in AEM elektrolytische cellen en breidt momenteel de membraanproductie uit op een proeflijn. De volgende stap is het verifiëren van de betrouwbaarheid van het systeem en het verbeteren van de batterijspecificaties, terwijl de productie wordt opgeschaald.

Op dit moment zijn de belangrijkste uitdagingen waarmee AEM-elektrolytische cellen worden geconfronteerd, het gebrek aan hoge geleidbaarheid en alkalische weerstand van AEM, en de elektrokatalysator van edelmetaal verhoogt de productiekosten van elektrolytische apparaten. Tegelijkertijd zal CO2 dat de celfilm binnendringt, de filmweerstand en elektrodeweerstand verminderen, waardoor de elektrolytische prestaties verminderen. De toekomstige ontwikkelingsrichting van AEM electrolyzer is als volgt: 1. Ontwikkel AEM met hoge geleidbaarheid, ionenselectiviteit en alkalische stabiliteit op lange termijn. 2. Overwin het probleem van hoge kosten van edelmetaalkatalysator, ontwikkel katalysator zonder edelmetaal en hoge prestaties. 3. Momenteel zijn de doelkosten van AEM electrolyzer $ 20 /m2, wat moet worden verlaagd door goedkope grondstoffen en minder synthesestappen, om de totale kosten van AEM electrolyzer te verlagen. 4. Verlaag het CO2-gehalte in de elektrolytische cel en verbeter de elektrolytische prestaties.

[1] Liu L, Kohl PA. Aniongeleidende multiblokcopolymeren met verschillende gebonden kationen [J].Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 -- 1403.

[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Sterk gequaterniseerde polystyreenionomeren voor hoogwaardige waterelektrolysers met anionenuitwisselingsmembraan [J]. Natuurenergie, 2020, 5: 378 -- 385.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept