关键词:
绿电制氢
阴离子交换膜电解水
离子传导机理
离子电导率
耐碱稳定性
摘要:
阴离子交换膜电解水制氢融合了碱性电解水和质子交换膜电解水制氢技术的优点,具有电解效率高、响应速度快、成本低等特点,被认为是目前最有前景的可再生绿色能源制氢技术之一。阴离子交换膜(AEM)是提供OH-离子传导和阻隔气体交叉的关键部件,其直接影响了阴离子交换膜电解水系统的性能和使用寿命。然而,目前的AEM隔膜面临着离子电导率低和稳定性差的问题。本文首先介绍了AEM在电解槽中的作用,高性能AEM应满足的性能要求和评价参数,并重点讨论了OH-在AEM中的传输机制与影响因素。接着,本文进一步概述了AEM的结构组成,以及常见的阳离子基团和聚合物主链类型;阐述了不同阳离子基团的降解机理和聚合物主链的特点,重点阐释了阳离子官能团稳定性设计的策略,聚合物主链改性制备的方法,以及AEM性能表现。最后,展望了AEM隔膜未来面临的挑战和潜在研究方向,指出应在设计耐碱稳定性AEM的基础上,通过交联、嵌段共聚、侧链接枝和复合膜技术等策略构建和制备满足实际应用需求的高性能AEM隔膜,为AEM进一步发展提供借鉴和参考。