阴离子交换膜水电解槽(AEMWE, Anion exchange membrane water electrolyzer)是一种具有潜在成本效益的绿色制氢技术。尽管AEMWE的正常电流密度低于3A·cm-2,但以更高的电流密度运行它们代表了一种有效但很少探索的降低氢气生产总成本的方法。
有鉴于此,洛桑联邦理工学院胡喜乐教授等报道研究实现了超高电流密度(10 A cm-2)的长时间稳定电解水制氢。
本文要点
在10A·cm-2的超高电流密度下,未优化的AEMWE工作寿命仅为几秒钟。通过使用导电性更好,且更坚固的AEM,并且选择合适的离聚物、催化剂和多孔传输层,开发了在10 A·cm-2下稳定运行的AEMWE,延长了AEMWE的使用寿命。
(2)
优化的AEMWE的使用寿命超过800 h,比目前的器件提高了5个数量级。在10A·cm-2,电池电压仅为2.3 V,达到电流密度低于3A·cm-2的最先进设备的电压。这项工作展示了超高电流密度AEMWE的应用前景。
参考文献
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