美国Versogen 阴离子交换膜AEM

膜的运输和处理

1.1 膜的运输

离子膜附着在刚性基板载体上，薄膜卷用塑料包裹着，拆卸外部塑料时，确保不要刺穿刚性基板。膜是干燥的，以碳酸氢盐的形式运输和储存，薄膜上有一个具有厚度、尺寸和样品ID的标签。

1.2  膜的处理

膜以干燥的碳酸氢盐的形式运输：未使用时，将膜保持在提供的包装内。打开膜后仅供直接使用。暴露在空气中会导致膜吸水，从而导致膜起皱和膨胀。在干净、无尘的区域存放、搬运和处理该膜，触摸时必须佩戴手套，因为皮肤上的盐会将不需要的阴离子（如Cl-）污染离子膜，若要使用该离子膜，请取下盖板。然后，将薄膜和背板一起切割到所需的尺寸，小心地从背衬板上抽出膜。更换剩余隔膜上的盖板。

要从背板上去除膜，请参考下图中所述的步骤。如果使用标准程序去除膜有困难，请用去离子水弄湿纸巾并擦拭膜。膜会轻微褶皱，从背板分离。由于此程序会导致膜内起皱，因此只有在难以按照标准步骤剥离背板上的膜时才能使用。

请务必小心处理，避免折叠或覆盖膜导致离子膜破裂！！！

膜的预处理

如果可以，使用前将膜在环境条件下放置1小时，去除盖板。对于氢氧化物交换膜燃料电池/电解应用，膜应从碳酸氢盐形式转化为OH-型，以获得最佳的电导率。

要将膜转化为OH-型，请将膜置于 0.5M 氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液中，在室温下放置1小时。1小时后，用新鲜的0.5M氢氧化钠或氢氧化钾更换溶液，并使膜在室温下再次浸泡1小时。两次浸泡后，用去离子水冲洗滤膜（pH～7）。尽量减少暴露在环境空气中，因为膜可以吸收CO2，导致膜转化为碳酸氢盐形式。

如果不允许将膜浸入水基中，可以通过缓慢增加通过膜的电流，将所有碳酸氢盐转化为氢氧化物。在转化期间，电导率的增加是膜中的氢氧化氢取代碳酸氢盐的指标,为了获得最佳性能，建议采用基础浸入式和磨合程序。

注意：避免OH-型的膜干燥。干燥条件下的长期储存应采用碳酸氢盐形式。

应用实例

1.1  AEM水电解

ACS Catal.:Water-FedHydroxideExchangeMembraneElectrolyzerEnabledbya Fluoride-Incorporated Nickel–Iron Oxyhydroxide Oxygen Evolution Electrode 

doi.org/10.1021/acscatal.0c04200

结合Versogen专利独家的新型镍-铁阴极催化剂与PiperION阴离子膜，实现纯水高效电解制氢达到单电池1020 mAcm-2电密与1.8V电压。为低成本规模生产绿氢打下科研基础。

ACS Appl.Mater.Interfaces:PerformanceandDurabilityofPure-Water-FedAnion Exchange Membrane Electrolyzers Using Baseline Materials and Operation 

doi.org/10.1021/acsami.1c06053

基于全商用材料的纯水水电解制氢对比研究，PiperION阴离子交换膜实现单电池1Acm-2电密与 1.9 V 电压，在性能与稳定性上都超过对比的商用阴离子交换膜。

1.2  燃料电池

Nat. Energy: Poly(aryl piperidinium) membranes and ionomers for hydroxide exchange membrane fuel cells

doi.org/10.1038/s41560-019-0372-8

新型 PiperION 阴离子交换膜及交换树脂首次报道于 NatureEnergy 杂志并获得美国专利U.Spatent 10,290,890。在使用低铂载量阴极催化剂，银纳米阳极催化剂和氢/空条件下实现 920 mW cm-2的功率密度。

J. Electrochem. Soc.: High-Performance Hydroxide Exchange Membrane Fuel Cells through Optimization of Relative Humidity,Backpressure and Catalyst Selection

doi.org/10.1149/2.0361907jes

基于 PiperION阴离子交换膜的氢燃料电池首次实现 1.89 Wcm-2 的氢/氧最高功率密度和 1.31 W cm-2的氢/空最高功率密度。

J. Electrochem. Soc.: Improving Performance and Durability of Low Temperature Direct Ammonia Fuel Cells: Effect of Back pressure and Oxygen Reduction Catalysts

doi.org/10.1149/1945-7111/abdcca

通过优化背压与阳极催化剂，基于PiperION 阴离子交换膜的直接氨氧燃料电池创造了 390 mW cm-2功率密度的高性能记录。

1.3 CO2还原 CO2RR

Energy Environ. Sci.: High carbonate ion conductance of a robust PiperION membrane allows industrial current density and conversion in a zero-gap carbon dioxide electrolyzer cell

doi.org/10.1039/d0ee02589e

基于PiperION阴离子交换膜的零间隙CO2电解还原电池，得益于PiperION的高离子传导率，实现高性能(j＞1A/cm2)，高转化率(45%)与高选择性(90%)的CO还原生成CO。为CO2其工业化应用奠定基础，变废为宝。

Nat.Energy:Operandocathodeactivationwithalkalimetalcationsforhigh current density operation of water-fed zero-gap carbon dioxide electrolysers 

doi.org/10.1038/s41560-021-00813-w

大尺寸的CO2电解还原电池(活性面积=100cm2)机理与稳定性研究，PiperION阴离子交换膜表现出远超对手的高性能与高稳定性，具有商业化应用前景。