陰離子交換膜水電解槽(AEMWE, Anion exchange membrane water electrolyzer)是一種具有潛在成本效益的綠色制氫技術。盡管AEMWE的正常電流密度低于3A·cm-2,但以更高的電流密度運行它們代表了一種有效但很少探索的降低氫氣生產總成本的方法。
有鑒于此,洛桑聯邦理工學院胡喜樂教授等報道研究實現了超高電流密度(10 A cm-2)的長時間穩定電解水制氫。
本文要點
在10A·cm-2的超高電流密度下,未優化的AEMWE工作壽命僅為幾秒鐘。通過使用導電性更好,且更堅固的AEM,并且選擇合適的離聚物、催化劑和多孔傳輸層,開發了在10 A·cm-2下穩定運行的AEMWE,延長了AEMWE的使用壽命。
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優化的AEMWE的使用壽命超過800 h,比目前的器件提高了5個數量級。在10A·cm-2,電池電壓僅為2.3 V,達到電流密度低于3A·cm-2的最先進設備的電壓。這項工作展示了超高電流密度AEMWE的應用前景。
參考文獻
Yiwei Zheng, Wenchao Ma, Ariana Serban, Andrit Allushi, Xile Hu, Anion Exchange Membrane Water Electrolysis at 10 A·cm‐2 Over 800 Hours, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413698
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202413698