AEMWE示意图，其中催化剂层由离聚物和催化剂组成。信用:韩国科学技术研究所(KIST)近年来，氢作为化石燃料的替代物，作为一种潜在的清洁能源引起了极大的关注。特别是，一直在积极研究和开发水电解技术，从水中提取氢以产生绿色能源，并避免温室气体的排放。质子交换膜水电解器(PEMWE)技术目前存在于一些先进国家，该技术拥有核心材料技术，并使用昂贵的贵金属基催化剂和全氟碳基质子交换膜。这种技术导致系统制造的高成本。为了解决传统技术的这些局限性，韩国的一个研究团队最近开发了下一代水电解系统的核心技术，该技术显著提高了耐用性和性能，同时显著降低了生产绿色氢能的成本。韩国科学技术研究院(KIST，Yoon，chapter，Seok-Jin)宣布，在氢和燃料电池研究中心的So Young Lee博士的研究团队和汉阳大学能源工程系的Young Moo Lee教授的联合研究下，开发了一种用于阴离子交换膜水电解槽(AEMWE)的膜电极组件(MEA)，该组件有望取代昂贵的现有PEMWE技术。
AEMWE使用阴离子交换膜和电极粘合剂，不依赖昂贵的铂族金属电极，用钛的铁代替水电解槽的隔板材料。当单独比较催化剂和隔板材料的价格时，制造成本比现有的质子交换膜燃料电池降低了大约3000倍。然而，由于与质子交换膜燃料电池相比，它的性能较低，并且持续运行时间不到100小时，因此还没有得到商业应用。
高性能、高耐用性的下一代AEMWE设备的图形图像，该设备通过从可再生能源接收电能来生产绿色氢气。功劳:韩国科学技术研究所(KIST)研究团队通过增加结构内的比表面积，开发了在碱性条件下具有高离子电导率和耐久性的聚(芴基-co-芳基哌啶)(PFAP)基阴离子交换材料(电解质膜和电极粘合剂)，并基于该技术开发了膜电极组件。所开发的材料表现出超过1000小时运行的优异耐久性，并且已经实现了7.68安/平方厘米的新记录电池性能。这大约是现有阴离子交换材料性能的6倍，大约是昂贵的商用PEMWE技术性能的1.2倍(6 A/cm2)。
该技术克服了迄今为止AEMWE技术中指出的核心材料的性能和耐久性问题，并将该技术的质量提高到可以替代PEMWE技术的水平。除了优异的性能和耐久性之外，随着大容量和大面积应用的结合，开发的阴离子交换膜材料的商业化已经在进行中。
KIST的So Young Lee博士说，他们的“团队开发了一种材料和高效技术，超越了现有水电解技术的限制。该技术有望为引入下一代水电解技术奠定基础，从而大幅降低绿色制氢的成本。”汉阳大学的Young Moo Lee教授解释说，“所开发的材料不仅作为水电解的核心材料，而且作为下一代氢产业的氢燃料电池、碳捕获利用和直接氨燃料电池的核心材料，具有很高的应用潜力。”
这项研究发表在《能源与环境科学》上。
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