聚石氢友新品：提升膜电极寿命与稳定性

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近期，安徽聚石氢友科技有限公司(下称：聚石氢友)在原先高性能阴离子交换膜（AEMemr）的基础上，再次实现了AEMWE中催化层离聚物（AEMemr-PAI-1-5E）的关键技术突破，并且从单体设计合成、到聚合生产工艺均拥有自主产权。聚石氢友成立于2024年6月18日，位于安徽省安庆市高新区，是聚石化学与合肥工业大学联合成立的公司，专注于阴离子交换膜水电解（AEMWE）制氢关键材料的研发、生产和销售。

精准“拿捏”离聚物关键特性，聚石氢友产品具备显著优势

在AEM电解水制氢领域，催化层离聚物作为膜电极组件（MEA）的核心要素之一，扮演着举足轻重的角色。

离聚物是一种带有离子化和电中性单元的聚合物，它就像是AEM膜与催化剂之间的“粘结剂”，又绝非普通的连接物可比。在AEM电解槽工作时，离聚物负责将氢氧根离子（OH）从膜传输至催化剂活性位点，同时也为催化剂层构建孔隙网络，确保气体的顺利排出。它还肩负着固定催化层的整体架构，使其紧密贴合底层基底，从而赋予MEA更长的使用寿命。

目前的许多应用中使用的催化层离聚物与AEM结构相同，但实际上离聚物的选择需要综合考虑与AEM的适配性以及其自身的气体渗透性等诸多因素。比如，AEM要尽量降低气体渗透性，以阻止氧气和氢气的泄露，而离聚物却要具备高气体渗透性，以便快速排出产物气体，避免堵塞催化剂的活性位点。因此两者的使用需求在气体渗透性方面是截然相反的！

聚石氢友AEMemr-PAI-1-5E是一种基于聚芳族主链的高性能聚电解质材料。它在多种低沸点醇类溶剂中展现出优异的溶解性，是国内首款能够实现规模量产的催化层离聚物。该材料离子电导率高，同时具备出色的粘结性能，能够轻松与多种催化剂进行附聚组装。AEMemr-PAI-1-5E是水电解槽、燃料电池等装置膜电极制备的关键材料，其在以下多个方面均展现出显著的优势。

离子传导性能卓越：AEMemr-PAI-1-5E采用先进的材料合成工艺，确保离聚物具有高离子交换容量（IEC），能够有效促进氢氧根离子在膜与催化剂之间的快速传输（(>180mS/cm@80℃）。

机械稳定性优异：AEMemr-PAI-1-5E具备良好的机械性能，能够在电解水过程中承受一定的机械应力，防止催化剂层的脱落和破损。它与底层基底紧密结合，形成稳定的界面，为整个MEA提供了可靠的机械支撑，延长了其使用寿命，减少了设备的维护成本和更换频率。

气体管理能力出色：AEMemr-PAI-1-5E通过合理的结构设计使其具有高气体渗透性，能够快速排出产物气体，避免气体在催化层中的积聚，从而防止堵塞活性位点，提高了催化剂的利用率和反应效率。这在电解水制氢的高电流密度运行条件下尤为重要，能够确保设备的稳定运行和高效产氢。

AEMemr-PAI-1-5E性能指标：

案例介绍：用于碱性膜水电解

聚电解质溶液AEMemr-PAI-1-5E与高强度阴离子交换膜AEMemr-PAW-1-60的组合，为阴离子交换膜水电解（AEMWE）提供了一种高效且稳定的解决方案。该组合可匹配非贵金属催化剂，并表现出卓越的电解水性能(1.80V, 3.0Acm, 1MKOH, 80℃)，可制备出高纯度H ( >99.98%)。此外，在80℃、2Acm的工况下，系统可实现1000h长期稳定运行，其电压增长率仅为76μVh。

相较于传统的碱水电解槽，AEMWE在适应波动电源方面具有显著优势，其动态响应时间极短，能够灵活适配风能、太阳能等可再生能源。如上图所示，采用聚电解质溶液AEMemr-PAI-1-5E与AEMemrTM-PAW-1-60阴离子交换膜组装的电解槽，可在1秒内实现电流的快速响应，轻松应对在60℃条件下从1Acm到2Acm的变载测试。经过1000h的耐久性测试后，该电解槽仍能保持超过99%的法拉第效率，且膜的离子交换容量（IEC）未发生任何变化。这一结果充分证明了聚电解质溶液与阴离子交换膜在机械性能和化学稳定性方面的卓越表现。

着眼未来，引领行业发展

聚石氢友表示，随着全球对清洁能源的需求不断增长，电解水制氢技术将迎来更广阔的发展空间。这款催化层离聚物AEMemr-PAI-1-5E凭借其卓越的性能和广泛的应用前景，将成为AEM电解水制氢领域不可或缺的核心材料之一。未来聚石氢友将持续投入研发资源，不断优化产品性能，为推动电解水制氢行业的发展贡献更多力量。

文章来源：聚石氢友