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麵取得了科學突破。

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 電解係統性能
、壽命、效率和成本的關鍵部件之一：被認為是釋放基於 AEM 的製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(jie)構(gou)和(he)生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)了(le)離(li)子(zi)電(dian)導(dao)率(lv)，同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)了(le)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)機(ji)械(xie)和(he)化(hua)學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)。完(wan)全(quan)飽(bao)和(he)的(de)碳(tan)氫(qing)聚(ju)合(he)物(wu)樹(shu)脂(zhi)用(yong)作(zuo)功(gong)能(neng)基(ji)團(tuan)的(de)基(ji)材(cai)，厚(hou)度(du)為(wei) 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dian解jie槽cao的de大da規gui模mo生sheng產chan
，使shi其qi具ju有you更geng高gao的de耐nai壓ya性xing和he氫qing氣qi和he氧yang氣qi側ce之zhi間jian的de優you異yi氣qi體ti阻zu隔ge性xing，從cong而er確que保bao了le操cao作zuo過guo程cheng中zhong的de更geng高gao安an全quan性xing。測ce試shi結jie果guo表biao明ming

，在zai同tong等deng條tiao件jian下xia，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%，並穩定運行

綠lv色se氫qing的de成cheng本ben需xu要yao大da幅fu下xia降jiang
，全quan球qiu社she會hui才cai能neng實shi現xian脫tuo碳tan目mu標biao，而er實shi現xian這zhe一yi目mu標biao的de最zui佳jia方fang式shi是shi綠lv色se氫qing在zai經jing濟ji上shang與yu化hua石shi燃ran料liao替ti代dai品pin競jing爭zheng。與yu其qi他ta技ji術shu相xiang比bi，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，由於不穩定和低電流密度（因此輸出）
，這種操作條件並不適合大規模部署。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），具有高表麵積和出色的穩定性。Horizon 還從堆棧設計中消除了銥和鈦

，並依賴於低成本

、地球儲量豐富的材料。新的 Horizon AEM 平台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鬆適應 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於最好的 PEM 電解槽，價格與傳統堿性電解槽相當。