采用调节型阴离子交换膜结构的阳极加压水电解技术

《Nature Communications》：Anode-pressurized water electrolysis with modulated anion exchange membrane architecture

　　

摘要

阴离子交换膜水电解器为经济高效地生产绿色氢气（H₂）提供了一种有前景的方法，然而，碱性介质与干式阴极条件的结合本质上会阻碍H₂O/OH^-的充分传导，从而限制了在高电流密度下的高效运行。在这项研究中，我们开发了一种带有调控纳米孔结构的喹奴氯啶铵（quinuclidinium）功能化膜，并利用其与调节后的阳极-阴极压力梯度的协同作用。通过促进H₂O通过相互连接的亲水纳米通道的渗透，使用NiFe阳极在2 V电压和90°C温度下实现了11.2 A·cm^?2的电流输出；同时，该膜具备良好的耐久性和稳定性，能够在1 A·cm^{?2?1?1），这为大规模应用带来了希望；这种膜与特定条件的结合为下一代能源技术的创新奠定了基础。}