ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے آئن ایکسچینج میمبرین (AEM) ہائیڈرو الیکٹرولیسس کی پیشرفت اور معاشی تجزیہ

AEM کسی حد تک PEM اور روایتی ڈایافرام پر مبنی لائی الیکٹرولیسس کا ہائبرڈ ہے۔ AEM الیکٹرولائٹک سیل کا اصول شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ کیتھوڈ پر، ہائیڈروجن اور OH - پیدا کرنے کے لیے پانی کم ہو جاتا ہے۔ OH -- ڈایافرام کے ذریعے انوڈ کی طرف بہتا ہے، جہاں یہ آکسیجن پیدا کرنے کے لیے دوبارہ جوڑتا ہے۔

لی وغیرہ۔ [1-2] نے انتہائی کواٹرنائزڈ پولی اسٹیرین اور پولی فینیلین AEM ہائی پرفارمنس واٹر الیکٹرولائزر کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے ظاہر ہوا کہ موجودہ کثافت 1.8V کے وولٹیج پر 85°C پر 2.7A/cm2 تھی۔ ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے NiFe اور PtRu/C کا استعمال کرتے وقت، موجودہ کثافت نمایاں طور پر کم ہو کر 906mA/cm2 ہو گئی۔ چن وغیرہ۔ [5] الکلین پولیمر فلم الیکٹرولائزر میں اعلی کارکردگی کے غیر نوبل دھاتی الیکٹرولائٹک اتپریرک کی درخواست کا مطالعہ کیا۔ الیکٹرولائٹک ہائیڈروجن پروڈکشن اتپریرک کی ترکیب کے لیے مختلف درجہ حرارت پر NiMo آکسائیڈز کو H2/NH3، NH3، H2 اور N2 گیسوں سے کم کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ H2/NH3 کمی کے ساتھ NiMo-NH3/H2 کیٹیلسٹ بہترین کارکردگی کا حامل ہے، موجودہ کثافت 1.0A/cm2 تک اور 1.57V اور 80°C پر 75% کی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کے ساتھ۔ Evonik Industries، اپنی موجودہ گیس علیحدگی کی جھلی کی ٹیکنالوجی پر مبنی، AEM الیکٹرولائٹک خلیات میں استعمال کے لیے ایک پیٹنٹ شدہ پولیمر مواد تیار کیا ہے اور فی الحال پائلٹ لائن پر جھلی کی پیداوار کو بڑھا رہا ہے۔ اگلا مرحلہ نظام کی وشوسنییتا کی تصدیق کرنا اور بیٹری کی خصوصیات کو بہتر بنانا ہے، جبکہ پیداوار کو بڑھانا ہے۔

اس وقت، AEM الیکٹرولائٹک سیلز کو درپیش اہم چیلنجز AEM کی اعلی چالکتا اور الکلائن مزاحمت کی کمی ہے، اور قیمتی دھاتی الیکٹروکاٹیلسٹ الیکٹرولائٹک آلات کی تیاری کی لاگت کو بڑھاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، سیل فلم میں داخل ہونے والا CO2 فلم کی مزاحمت اور الیکٹروڈ مزاحمت کو کم کردے گا، اس طرح الیکٹرولائٹک کارکردگی کو کم کردے گا۔ AEM الیکٹرولائزر کی مستقبل کی ترقی کی سمت مندرجہ ذیل ہے: 1. اعلی چالکتا، آئن سلیکٹیوٹی اور طویل مدتی الکلین استحکام کے ساتھ AEM تیار کریں۔ 2. قیمتی دھاتی اتپریرک کی اعلی قیمت کے مسئلے پر قابو پانا، قیمتی دھات اور اعلی کارکردگی کے بغیر اتپریرک تیار کریں۔ 3. فی الحال، AEM الیکٹرولائزر کی ہدف قیمت $20/m2 ہے، جسے سستے خام مال اور کم ترکیب کے اقدامات کے ذریعے کم کرنے کی ضرورت ہے، تاکہ AEM الیکٹرولائزر کی مجموعی لاگت کو کم کیا جا سکے۔ 4. الیکٹرولیٹک سیل میں CO2 مواد کو کم کریں اور الیکٹرولائٹک کارکردگی کو بہتر بنائیں۔

[1] Liu L,Kohl P A. Anion مختلف ٹیتھرڈ کیشنز کے ساتھ ملٹی بلاک کوپولیمر چلا رہا ہے۔

[2] لی ڈی، پارک ای جے، جھو ڈبلیو، وغیرہ۔ ہائی پرفارمنس ایون ایکسچینج میمبرین واٹر الیکٹرولائزرز کے لیے ہائی کوٹرنائزڈ پولی اسٹیرین آئنومرز[J]۔ نیچر انرجی، 2020، 5: 378 -- 385۔