優れた性能を持つアニオン交換膜電解因子セルのための設計された薄拡散層

陰イオン交換膜電解因子細胞（AEMEC）は、炭素中立の水素生産のための最も有望な技術の1つです。過去数年にわたって、AEMECのパフォーマンスと耐久性は大幅に改善されました。ここでは、AEMECの高性能を可能にする調整可能な細孔形態を備えた、設計された液体/ガス拡散層（LGDL）を報告します。電解剤の市販のチタンフォームとの比較は、薄脂肪および直線孔構造を備えた工学的LGDLが界面接触、大量輸送、およびより多くの反応部位の活性化を大幅に改善し、優れたパフォーマンスにつながることを示しています。1.80 Vで2.0 A/cm2の電流密度を取得し、0.1 M NaOH供給条件下で60°Cで最大81.9％の効率が得られました。この研究で達成された高性能は、低コストおよび高効率のAEMECの生産のための高度なLGDLSを設計するための洞察を提供します。

Anion-exchange membrane electrolyzer cells (AEMECs) are one of the most promising technologies for carbon-neutral hydrogen production. Over the past few years, the performance and durability of AEMECs have substantially improved. Herein, we report an engineered liquid/gas diffusion layer (LGDL) with tunable pore morphologies that enables the high performance of AEMECs. The comparison with a commercial titanium foam in the electrolyzer indicated that the engineered LGDL with thin-flat and straight-pore structures significantly improved the interfacial contacts, mass transport, and activation of more reaction sites, leading to outstanding performance. We obtained a current density of 2.0 A/cm2 at 1.80 V with an efficiency of up to 81.9% at 60 °C under 0.1 M NaOH-fed conditions. The as-achieved high performance in this study provides insight to design advanced LGDLs for the production of low-cost and high-efficiency AEMECs.