近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員邵志剛、俞紅梅、趙云團隊在陰離子交換膜（AEM）電解水制氫技術(shù)領(lǐng)域取得新進展。團隊開發(fā)出基于0.1M稀堿電解質(zhì)的大面積膜材料與高性能膜電極制備工藝，并完成50千瓦級AEM電解堆的組裝與測試。該電堆在0.1M KOH（摩爾每升氫氧化鉀）電解質(zhì)條件下，活性面積為1520平方厘米，功率達53.3千瓦，電流密度達1172毫安每平方厘米，各項指標優(yōu)于設(shè)計預(yù)期。隨后，團隊對該電解堆進行了穩(wěn)定性考察，實現(xiàn)了平穩(wěn)運行150小時，初步驗證了稀堿體系下的長期工作能力。
AEM電解水制氫融合了堿性電解水的低成本與質(zhì)子交換膜電解水的高動態(tài)響應(yīng)優(yōu)勢，被視為下一代綠氫制備的重點方向之一。傳統(tǒng)AEM電解技術(shù)多采用1M KOH等高濃度堿性電解質(zhì)，雖能保證較高離子電導(dǎo)率，但強堿環(huán)境加速了膜材料的化學(xué)降解，導(dǎo)致耐堿穩(wěn)定性差、壽命縮短，成為商業(yè)化的主要瓶頸。
針對這一痛點，團隊聚焦AEM電解水關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題開展系統(tǒng)研究，前期已設(shè)計開發(fā)出系列高穩(wěn)定性陰離子交換膜。在此基礎(chǔ)上，團隊另辟蹊徑，結(jié)合自制的膜材料和高性能膜電極技術(shù)，將KOH濃度從傳統(tǒng)的1M降至0.1M，減弱了對膜材料的堿性攻擊。
該研究實現(xiàn)了“降堿不減效”——既保持非貴金屬催化劑、低腐蝕性等固有優(yōu)勢，又從根源上提升了長周期耐堿穩(wěn)定性，為后續(xù)開發(fā)萬小時級長壽命AEM電解堆開辟了新方向。
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