Horizon 在新 AEM 技術上取得科學突破，AEM 電解槽效率達到 95%

AEM技術取得科學突破

圖1 新型電解槽膜

     經過近 20 年對燃料電池和電解槽膜的科學研究，Horizon Fuel Cell Technologies 宣布在陰離子交換膜技術方面取得了科學突破。

     為了讓全球社會實現脫碳目標，同時與化石燃料替代品有效競爭，綠色氫的成本需要大幅下降。AEM（陰離子交換膜）電解技術因其強大的動態響應能力、更低的設備成本和更高的效率而成為一項極具前景的技術。然而，許多分析師和專家仍認為這項新興技術尚未得到證實。

     膜是影響 AEM 電解系統性能、壽命、效率和成本的關鍵部件之一：被認為是釋放基于 AEM 的制氫設備大規模商業部署潛力的關鍵。2024 年 2 月，Horizon 宣布其 AEM 開發取得重大突破，現在該公司正在發布重要的規格和測試數據。

     Horizon 的膜材料、結構和生產方法顯著提高了離子電導率，同時實現了長時間的機械和化學穩定性。完全飽和的碳氫聚合物樹脂用作功能基團的基材，厚度為 50μm，僅為堿性電解槽中使用的典型聚苯硫醚 (PPS) 膜厚度的 1/10。

     Horizon 膜的抗拉強度超過 65MPa，其堅固性比經過評估的競爭產品高出 1.5 至 2 倍。因此，所需的材料更少，內阻更低，使用此類膜的電解槽將能夠以最低的成本生產綠色氫氣。

     Horizon 陰離子交換膜的研發符合該公司的美國專利申請號 2007/0275291，該專利具有多層機械和化學增強功能。該公司在過去十年中不斷進行膜開發，以改進操作性能和生產工藝。

     最新的科學突破促進了新型堅固 AEM 電解槽的大規模生產，使其具有更高的耐壓性和氫氣和氧氣側之間的優異氣體阻隔性，從而確保了操作過程中的更高安全性。測試結果表明，在同等條件下，Horizon 的 AEM 的性能和壽命都大大超越了全球供應商的競爭產品。

AEM效率達到95%，并穩定運行

     綠色氫的成本需要大幅下降，全球社會才能實現脫碳目標，而實現這一目標的最佳方式是綠色氫在經濟上與化石燃料替代品競爭。與其他技術相比，AEM（陰離子交換膜）電解技術具有強大的動態響應能力、更低的設備成本和更高的效率，是一項極具前景的技術。

     每生產一公斤氫氣消耗42kWh的能量現已可以實現。

     眾所周知，AEM 電解槽在低電壓下工作時效率極高。然而，由于不穩定和低電流密度（因此輸出），這種操作條件并不適合大規模部署。通過結合多種創新，Horizon Fuel Cell的科學家以 0.35A/cm2 和 1.56V/cell 的電壓運行 AEM 電解槽，在實驗室條件下性能穩定。這種電流密度與商用堿性電解槽相似，但效率提高了 20%，工作電壓卻大大降低。

圖2 效率達95%時穩定運行

     在這些創新中，Horizon 發明了一種新型電極結構（正在申請專利），具有高表面積和出色的穩定性。Horizon 還從堆棧設計中消除了銥和鈦，并依賴于低成本、地球儲量豐富的材料。新的 Horizon AEM 平臺可以大規模生產以滿足全球能源轉型，Horizon 現有的批量生產設備可輕松適應 AEM 電解槽。

     盡管在推出之前仍需要進行一些額外的驗證工作，但最近的進展表明 AEM 電解槽有潛力實現廣泛尋求的綠色氫氣生產目標，即從可再生電力中生產 1 美元/千克。Horizon AEM 電解槽的效率大大優于最好的 PEM 電解槽，價格與傳統堿性電解槽相當。

來源：

https://fuelcellsworks.com/news/horizon-aem-electrolyser-achieves-95-efficiency/