低成本阴离子交换膜电解槽（AEMWEs）是一种生产高纯氢的新技术。然而，其电流密度和耐久性远远低于质子交换膜电解槽（PEMWEs）。

近日，韩国汉阳大学Young Moo Lee，韩国科学技术研究院So Young Lee报道了提出了基于poly(fluorenyl-co-aryl piperidinium)（PFAP）、离聚体和阴离子交换膜（AEMs）的高性能阴极干式AEMWE，并进行了合理的电极设计。

文章要点

1）PFTP-13 AEMs具有较高的离子电导率和水扩散系数（>9×10^-8 cm² s^-1），表现出优异的AEMWE性能。除了A/C电极的设计外，具有高离子导电性和水扩散率的AEMs对于改善阴极干燥AEMWE中的水和OH⁻的传输至关重要。

2）具有PGM催化剂的PFAP基AEMWE在2.0 V时达到了7.68 A cm^-2的电流密度，这是目前AEMWE的新记录（2.0V时大多数低于4 A cm⁻²），并超过了最先进的PEMWE（2.0 V时为6 A cm⁻²）。不含PGM的AEMWE在2.0 V下表现出1.62 A cm^-2的优良电流密度。同时，目前的无PGM AEMWE可以在0.5 A cm^-2的电流密度下稳定工作1000 h以上，电压没有任何衰减。据了解，这里报道的AEMWE在目前的AEMWEs中表现出最好的电流密度和耐用性。

本工作为阴极干燥式AEMWE的设计提供了新的思路，并极大地推动了当前AEMWE的发展。

参考文献

Nanjun Chen, et al, High-performance  anion  exchange  membrane  water electrolyzers with a current density of 7.68 A cm^-2 and durability of 1000 h, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE02642A

https://doi.org/10.1039/D1EE02642A