최근 몇 년 동안 재생 가능 에너지원에 의해 구동되는 물 전기 분해를 통한 녹색 수소 생산이 점점 더 중요한 관심을 받고 있습니다. 다양한 물 전기 분해 기술 중에서, 양성자 교환막 수전해(PEMWE)는 compact한 구조, 높은 효율, 빠른 동적 응답, 그리고 생성된 수소의 높은 순도와 같은 독특한 장점 덕분에 두드러집니다. 막 전극 조립체(MEA)는 PEM 전해조의 핵심 구성 요소로 작용합니다. 오직 고성능 및 안정적인 MEA만이 다공성 전송 층(PTL) 내에서의 질량 수송 거동을 조사하기 위한 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공할 수 있습니다. 본 연구에서는 이온머와 탄소(I/C) 비율, 코팅 전략, 음극 Ir 질량 로딩을 조정하여 MEA 제작 방법을 최적화하였습니다. 그 결과, 셀 전압은 1.0 A cm−2에서 1.679 V에서 1.645 V로 감소하였고, 70시간의 운영 동안 1.3%의 미미한 열화를 보였습니다. 최적화된 MEA를 기반으로 PTL의 구조와 다공성이 질량 수송 거동에 미치는 영향을 추가로 분석했습니다. PTL 매개변수를 최적화한 후, 셀 전압은 1.0 A cm−2에서 1.630 V로 추가 감소하였고, 고속 카메라를 사용하여 작은 산소 기포의 빠른 분리를 실시간으로 포착했습니다. 통합된 전기화학적 및 시각화 결과는 효율적인 PEMWE를 위한 MEA와 PTL 설계에 유용한 지침을 제공합니다.
Tan et al. (Tue,)은 이 질문을 연구했습니다.