ในเดือนกรกฎาคม 2026 อีโวนิกได้เปิดโรงงานผลิตนำร่องสำหรับ AEM (เยื่อแลกเปลี่ยนประจุลบ) อย่างเป็นทางการในเมืองมาร์ล ประเทศเยอรมนี โดยเริ่มการผลิตเยื่อประสิทธิภาพสูง DURAION® ด้วยกำลังการผลิตต่อปีที่สามารถรองรับการติดตั้งเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าได้มากถึง 2.5 กิกะวัตต์ ซึ่งเทียบเท่ากับหนึ่งในสี่ของกำลังการผลิตการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าทั้งหมดที่วางแผนไว้ของเยอรมนีสำหรับปี 2030 เยื่อนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงและสภาวะความดันสูง และผลิตโดยปราศจาก PFAS อีโวนิกยังได้จัดตั้งศูนย์ AEM ในเซี่ยงไฮ้เพื่อทดสอบโซลูชันการบูรณาการเยื่อกับลูกค้าภายใต้สภาวะการทำงานจริง บริษัท Power to Hydrogen (P2H2) ผู้ผลิตเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM จากสหรัฐอเมริกา ได้รับการยกย่องให้เป็นผู้บุกเบิกด้านเทคโนโลยีประจำปี 2026 โดย World Economic Forum การออกแบบเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM ของบริษัทมีเป้าหมายเพื่อลดต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวได้มากถึง 65% P2H2 กำลังติดตั้งระบบขนาดเชิงพาณิชย์ที่ท่าเรือแอนต์เวิร์ป-บรูจส์ในเบลเยียม ขณะเดียวกันก็กำลังก่อสร้างเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM ขนาด 0.5 เมกะวัตต์สำหรับโครงการ PYROCO2 ของสหภาพยุโรป ในเดือนพฤษภาคม 2026 Enapter ได้เปิดตัว Stack 250 รุ่นใหม่ ซึ่งสามารถผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูงได้ประมาณ 100 กิโลกรัมต่อวันต่อชุด การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยให้ระบบอิเล็กโทรไลเซอร์ AEM สามารถขยายขนาดได้ถึง 100 เมกะวัตต์ หรือแม้แต่ระดับกิกะวัตต์ และชุดอุปกรณ์นี้ยังเข้ากันได้กับระบบอิเล็กโทรไลซิสแบบอัลคาไลน์อย่างสมบูรณ์ ตามข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ ราคาตลาดเฉลี่ยทั่วโลกของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ AEM ในปี 2025 อยู่ที่ประมาณ 2,864 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ ด้วยการผลิตเมมเบรนของ Evonik ในปริมาณมาก คาดว่าราคานี้จะลดลงต่ำกว่า 2,200 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ภายในสิ้นปี 2026 ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากความสามารถของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ AEM ในการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ไม่ใช่โลหะมีค่า ทำให้ลดต้นทุนการลงทุนโดยรวมของระบบได้อย่างมาก
ในปี 2026 มีผลงานวิจัยทางวิชาการคุณภาพสูงมากมายเกิดขึ้นในสาขาอิเล็กโทรไลเซอร์ AEM ซึ่งครอบคลุมวัสดุเมมเบรน ตัวเร่งปฏิกิริยา และวิศวกรรมอุปกรณ์ บทความตัวอย่างทั้งห้าฉบับต่อไปนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials, Journal of Materials Chemistry A, Energy & Environmental Science, บทความทบทวนในวารสาร Materials และบทความทบทวนใน ScienceDirect ได้ผลักดันขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพและความเสถียรของอิเล็กโทรไลเซอร์ AEM จากมุมมองที่แตกต่างกัน
ศูนย์วัสดุขั้นสูงมุ่งเน้นไปที่การทำงานที่เสถียรในระยะยาวของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM ที่ความหนาแน่นกระแสระดับแอมแปร์ โดยผ่านการควบคุมในระดับอะตอม ช่วยแก้ปัญหาคอขวดหลักของการหลุดลอกของชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาและการเสื่อมประสิทธิภาพอย่างรวดเร็วภายใต้กระแสสูง ซึ่งเป็นการแก้ไขปัญหาสำคัญในการเปลี่ยนผ่านเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM จากห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานในระดับอุตสาหกรรมโดยตรง
วารสาร Journal of Materials Chemistry A รายงานเกี่ยวกับเยื่อแลกเปลี่ยนประจุลบที่เสริมแรงด้วยโคพอลิเมอร์ไซโคลโอเลฟิน (COC) ซึ่งให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 2.24 A cm(-2) ที่ 1.8 V และค่าการนำไฟฟ้าของไฮดรอกไซด์ 127 mS cm(-1) ที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เยื่อคอมโพสิตนี้ได้รับการประเมินว่าเป็นวัสดุ AEM ชนิดใหม่ที่รวมคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูง ความเสถียรทางเคมี และศักยภาพในการขยายขนาดการผลิตด้วยต้นทุนต่ำ
วารสาร Energy & Environmental Science เปิดเผยเส้นทางใหม่ที่เหนือกว่าปฏิกิริยาการเกิดออกซิเจนแบบดั้งเดิม นั่นคือ การเชื่อมต่อโดยตรงของอนุมูล OO ซึ่งช่วยให้เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM สามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่ความหนาแน่นกระแสระดับแอมแปร์ นี่เป็นกรอบทฤษฎีใหม่สำหรับการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยา OER ที่ไม่ใช้โลหะมีค่า ช่วยลดการพึ่งพาโลหะกลุ่มแพลทินัม และลดแรงกดดันในการรีไซเคิลโลหะมีค่า ลง ได้
บทความวิจารณ์ในวารสาร Materials ตรวจสอบความก้าวหน้าของวัสดุอิเล็กโทรดในเทคโนโลยีการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ ALK, PEM, SOEC และ AEM อย่างเป็นระบบ ตั้งแต่ปี 2021 ถึง 2025 โดยเน้นที่สถานะการใช้งานปัจจุบันของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ไม่ใช่โลหะมีค่าทั้งในขั้วบวกและขั้วลบของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM และวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของอิเล็กโทรดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
บทความวิจารณ์จาก ScienceDirect สรุปภาพรวมสถานะปัจจุบันของเทคโนโลยีชุดอิเล็กโทรไลซิสของน้ำแบบ AEM อย่างครอบคลุม ครอบคลุมชุดอิเล็กโทรไลซิสที่มีกำลังการผลิตตั้งแต่ 0.1-2.5 กิโลวัตต์ในการวิจัยทางวิชาการ ไปจนถึงประมาณ 2.5 กิโลวัตต์-5 เมกะวัตต์ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม บทความนี้ให้รายละเอียดเปรียบเทียบผลกระทบของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า ชั้นนำส่งผ่านที่มีรูพรุน อุณหภูมิ และองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ ต่อประสิทธิภาพและความเสถียรของชุดอิเล็กโทรไลซิส
พอลิเมอร์ยึดเกาะแบบไม่มีประจุ: บริษัท Siemens Energy ได้พัฒนาอิเล็กโทรด AEM สำหรับเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าโดยใช้สารยึดเกาะแบบไม่มีประจุและปราศจากฟลูออรีน อิเล็กโทรด ที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ จะขับไล่อิเล็กโทรไลต์เหลวออกจากช่องทางการขนส่ง ทำให้ความดันเกินอิ่มตัวของไฮโดรเจนลดลง ที่กระแส 2 A cm(-2) การซึมผ่านของไฮโดรเจนลดลงเหลือ 0.8% และศักย์ไฟฟ้าเกินต่ำกว่าไอโอโนเมอร์แบบแอนไอออนทั่วไปถึง 40 mV แคโทดแบบไม่มีประจุยังคงเสถียรตลอดการใช้งานมากกว่า 1,000 ชั่วโมง ซึ่งเป็นสัญญาณที่ดีสำหรับอิเล็กโทรด AEM รุ่นใหม่ที่มีความทนทาน
เยื่อโพลี(ไตรฟีนิลอัลคิล)แบบเชื่อมโยงข้าม: เยื่อ AEM แบบเชื่อมโยงข้ามที่ไม่เป็นไอออนิกที่มีโซ่ข้างเป็นไดแคทไอออนิก มีค่าการนำไฟฟ้า 141.9 mS cm(-1) ที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส และคงค่าการนำไฟฟ้าเริ่มต้นไว้ได้ 90.9% หลังจากแช่ในด่างเข้มข้นที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1,600 ชั่วโมง การออกแบบที่เสริมฤทธิ์กันของการเชื่อมโยงข้ามที่ไม่เป็นไอออนิกและโซ่ข้างเป็นไดแคทไอออนิก ทำให้การศึกษานี้ช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางเคมีของเยื่อ AEM ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างได้อย่างมีนัยสำคัญ
ความทนทานและการเสื่อมสภาพของ AEM: บทความนี้วิเคราะห์กลไกการเสื่อมสภาพของเมมเบรนในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM อย่างเป็นระบบ รวมถึงการเสื่อมสภาพทางเคมีและเชิงกลของโครงสร้างพอลิเมอร์ การเสื่อมสภาพของหมู่หัวควอเทอร์นารีแอมโมเนียมที่เกิดจากการโจมตีของอนุมูลไฮดรอกซิล และการบวมของเมมเบรน ผลิตภัณฑ์จากการเสื่อมสภาพทางเคมีจะปนเปื้อนชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาและนำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพ การศึกษานี้ให้แผนภาพกลไกการล้มเหลวที่ชัดเจนเพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM
การออกแบบและการประเมินเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM: งานวิจัยนี้ได้พัฒนาเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM แบบสองชั้นที่มีรูพรุนแบบใหม่ โดยใช้แผ่นตาข่ายนิกเกิลสองชั้นซ้อนกันที่มีความพรุนต่างกันเป็นขั้วบวกซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดด้วยวิธีทากุจิ การออกแบบนี้ซึ่งแตกต่างจากการกำหนดค่าแบบดั้งเดิม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวล และเป็นพื้นฐานการออกแบบเชิงปริมาณสำหรับการขยายขนาดทางวิศวกรรมของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า AEM
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชัน: มีการรายงานเกี่ยวกับแผ่นนาโนโครงสร้างเฮเทโร Fe3O4/Co3S4 ที่เจือด้วย Ni และ Mn ซึ่งมีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาทั้งการเกิดออกซิเจนและการเกิดไฮโดรเจน ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าระดับอุตสาหกรรม การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชันที่ไม่ใช่โลหะมีค่าช่วยลดการใช้โลหะกลุ่มแพลทินัมได้อย่างมาก ทำให้ภาระในการรีไซเคิลโลหะมีค่าลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ยังช่วยลดความซับซ้อนของ การกู้คืน ไทเทเนียมและนิกเกล ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ฐานนิกเกลและอิเล็กโทรดตาข่ายนิกเกลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยตรงหลังจากการเลิกใช้งาน ในขณะที่แผ่นขั้วคู่ไทเทเนียมก็มีคุณสมบัติในการรีไซเคิลที่ดีเช่นกัน
การออกแบบชั้นแคโทด: งานวิจัยนี้สร้างหลักการออกแบบที่ครอบคลุมสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาแคโทดและชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM โดยการวิเคราะห์จลศาสตร์ และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและประสิทธิภาพอย่างเป็นระบบ งานวิจัยนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างทางวิธีการระหว่างการพัฒนาวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาและการออกแบบทางวิศวกรรมของอิเล็กโทรด และให้เป้าหมายที่ชัดเจนสำหรับการออกแบบแคโทด AEM ในเชิงปริมาณ
โครงการ Smart Hydrogen Hub ที่ท่าเรือรอตเตอร์ดัมได้เลือกใช้ AEM Nexus 2500 ของ Enapter เป็นเทคโนโลยีการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าหลัก ระบบนี้เป็นเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM หลายแกนขนาด 2.5 เมกะวัตต์ ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ช่วยสนับสนุนการขยายกำลังการผลิตเป็นระยะและการทำงานที่ยืดหยุ่นภายใต้สภาวะพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน โครงการนี้ตั้งอยู่ในเขต M4H (Merwe-Vierhavens) ซึ่งเป็นพื้นที่ที่กำลังได้รับการพัฒนาใหม่ให้เป็นศูนย์กลางนวัตกรรม โดยได้รับการพัฒนาร่วมกันโดย Platform Zero, Adsensys, ท่าเรือรอตเตอร์ดัม, InnovationQuarter และพันธมิตรภาครัฐและเอกชนอื่นๆ โครงการนี้จะแสดงให้เห็นถึงการบูรณาการการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงาน การผลิตไฮโดรเจน การรับรอง และการใช้งานในท้องถิ่นเข้าไว้ในระบบพลังงานที่ยืดหยุ่นเพียงระบบเดียวสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม การขนส่ง และการเดินเรือ ตามแหล่งข้อมูลของโครงการ ระบบแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM สามารถผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูงได้โดยตรงที่ความดัน 35 บาร์ โดยไม่ต้องใช้พลังงานในการอัดเพิ่มเติม ระบบโดยรวมใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 4.2 kWh/Nm3 และทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงโหลด 20% ถึง 125% ประสบการณ์จากโครงการสาธิตนี้แสดงให้เห็นว่าความเร็วในการตอบสนองของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM ภายใต้กำลังไฟฟ้าขาเข้าที่ผันผวนนั้นเทียบได้กับเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบPEMและเนื่องจากใช้อิเล็กโทรดที่ทำจากนิกเกล ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาจึงต่ำกว่าระบบที่ใช้โลหะกลุ่มแพลทินัมอย่างมาก ข้อมูลการใช้งานจริงนี้เป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการนำเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM ไปใช้งานในวงกว้างในท่าเรือและนิคมอุตสาหกรรม
ภาษา
