Kajian Akademik: Mempercepat produksi hidrogen berbasis PEM melalui elektrolisis air hibrid asam: Dari desain katalis molekuler hingga integrasi sistem industri

Elektrolisis air membran penukar proton (PEM) adalah platform terdepan untuk produksi hidrogen berkelanjutan, namun efisiensinya dibatasi oleh reaksi evolusi oksigen (OER) yang lamban dan intensif energi dalam kondisi asam. Mengganti OER dengan reaksi oksidasi anodik yang menguntungkan secara termodinamika menawarkan strategi yang menjanjikan untuk mengurangi tegangan sel sekaligus memungkinkan produksi bersama bahan kimia yang bernilai tambah. Meskipun sebagian besar sistem elektrolisis hibrid telah dikembangkan dalam media alkali, ketidakcocokannya dengan teknologi PEM membatasi penerapan praktisnya. Elektrolisis air hibrida asam (AHWE) memberikan keuntungan tersendiri, termasuk konduktivitas proton yang tinggi, pengurangan kerugian ohmik, dan pengoperasian pada kepadatan arus yang relevan dengan industri. Namun, perkembangannya masih dalam tahap awal karena tantangan seperti ketidakstabilan katalis, mekanisme transfer elektron berpasangan proton yang kompleks, selektivitas yang terbatas, dan kompatibilitas membran. Tinjauan ini menyajikan tinjauan dan perspektif lintas skala tentang AHWE, menghubungkan desain katalis molekuler dengan integrasi perangkat PEM, dan mengidentifikasi prinsip-prinsip utama yang mengatur penerjemahan wawasan mendasar ke dalam produksi hidrogen praktis