Em julho de 2026, a Evonik inaugurou oficialmente a sua unidade piloto de produção de membranas de permuta aniónica (AEM) em Marl, na Alemanha, iniciando a produção das membranas de alto desempenho DURAION®. Com uma capacidade anual para suportar até 2,5 GW de instalações de eletrolisadores, o equivalente a um quarto da capacidade total de eletrólise prevista para a Alemanha em 2030, esta membrana foi concebida especificamente para condições de alta densidade de corrente e alta pressão, sendo fabricada sem PFAS. A Evonik estabeleceu também um centro de AEM em Xangai para testar soluções de integração de membranas com clientes em condições reais de funcionamento. A Power to Hydrogen (P2H2), fabricante americana de eletrolisadores AEM, foi nomeada Pioneira em Tecnologia de 2026 pelo Fórum Económico Mundial. O seu projeto de eletrolisador AEM visa reduzir o custo da produção de hidrogénio verde até 65%. A P2H2 está a implementar um sistema à escala comercial no Porto de Antuérpia-Bruges, na Bélgica, enquanto constrói um eletrolisador AEM de 0,5 MW para o projeto PYROCO2 da UE. Em maio de 2026, a Enapter lançou o seu novo Stack 250, que produz cerca de 100 kg de hidrogénio de elevada pureza por dia por unidade. O design modular permite que os sistemas de eletrolisadores AEM sejam dimensionados para 100 MW ou mesmo para o nível de gigawatts, e a pilha é totalmente compatível com sistemas de eletrólise alcalina. De acordo com a Agência Internacional de Energia, o preço médio global de mercado dos eletrolisadores AEM em 2025 era de aproximadamente 2.864 dólares/kW. Com a produção em massa da membrana da Evonik, prevê-se que este preço desça para menos de 2.200 dólares/kW até ao final de 2026, um resultado direto da capacidade dos eletrolisadores AEM de utilizar catalisadores de metais não preciosos, reduzindo significativamente os custos gerais de investimento do sistema.
Em 2026, surgiu uma vasta gama de trabalhos académicos de alta qualidade na área dos eletrolisadores AEM, abrangendo materiais de membrana, catalisadores e engenharia de dispositivos. Os cinco artigos representativos que se seguem, publicados em revistas como Advanced Materials, Journal of Materials Chemistry A, Energy & Environmental Science, uma revisão na revista Materials e uma revisão na ScienceDirect, alargam os limites de desempenho e estabilidade dos eletrolisadores AEM sob diferentes perspetivas.
A área de Materiais Avançados concentra-se na operação estável a longo prazo de eletrolisadores AEM a densidades de corrente da ordem dos amperes. Através da regulação à escala atómica, resolve os principais estrangulamentos de delaminação da camada catalítica e rápida deterioração do desempenho sob corrente elevada, abordando diretamente a questão crítica da transição dos eletrolisadores AEM do laboratório para a aplicação industrial.
A revista Journal of Materials Chemistry A reporta uma membrana de permuta aniónica reforçada com copolímero de cicloolefina (COC). Atinge uma densidade de corrente de 2,24 A cm⁻² a 1,8 V e uma condutividade do hidróxido de 127 mS cm⁻¹ a 80 °C. Esta membrana composta é avaliada como um novo material AEM que combina elevada condutividade, estabilidade química e potencial para produção em larga escala a baixo custo.
A revista Energy & Environmental Science revela uma nova via para além da reação tradicional de evolução de oxigénio, o acoplamento direto do radical OO, que permite o funcionamento estável dos eletrolisadores AEM a densidades de corrente da ordem dos amperes. Isto fornece uma estrutura teórica completamente nova para o design de catalisadores OER sem metais preciosos, ajudando a reduzir a dependência de metais do grupo da platina e, consequentemente, diminuindo a pressão da reciclagem de metais preciosos .
A revisão publicada na revista Materials examina sistematicamente os avanços nos materiais dos elétrodos nas tecnologias de eletrólise ALK, PEM, SOEC e AEM de 2021 a 2025. Foca-se no estado atual da aplicação de catalisadores de metais não preciosos tanto no ânodo como no cátodo dos eletrolisadores AEM e na forma como a otimização da estrutura do elétrodo aumenta a eficiência do sistema.
A revisão da ScienceDirect resume de forma abrangente o estado da arte atual em pilhas de eletrólise de água com membrana de troca aniónica (AEM), abrangendo pilhas que variam de 0,1 a 2,5 kW em investigação académica até aproximadamente 2,5 kW a 5 MW em aplicações industriais. Fornece uma comparação detalhada dos efeitos de parâmetros como os eletrocatalisadores, as camadas de transporte porosas, a temperatura e a composição do eletrólito no desempenho e na estabilidade da pilha.
Polímero ligante não iónico: A Siemens Energy desenvolveu elétrodos para eletrolisadores AEM utilizando um ligante não iónico e isento de flúor. O elétrodo hidrofóbico expulsa o eletrólito líquido dos canais de transporte, reduzindo a pressão de sobresaturação de hidrogénio. A 2 A cm⁻², a permeação do hidrogénio desce para 0,8% e a sobretensão é 40 mV inferior à dos ionómeros aniónicos tradicionais. O cátodo não iónico permanece estável durante mais de 1.000 horas de funcionamento, prometendo uma nova geração de elétrodos duráveis para eletrolisadores AEM.
Membrana de poli(trifenilalquil) reticulada: Uma membrana de permuta aniónica (AEM) reticulada não iónica com cadeias laterais dicatiónicas atingiu uma condutividade de 141,9 mS cm⁻¹ a 80 °C e reteve 90,9% da sua condutividade inicial após 1.600 horas de imersão em meio alcalino forte a 60 °C. Através do design sinérgico de reticulação não iónica e cadeias laterais dicatiónicas, este estudo melhora significativamente a estabilidade química da AEM em ambientes alcalinos.
Durabilidade e Degradação das Membranas de Troca Aniónica (AEM): Esta revisão analisa sistematicamente os mecanismos de degradação nos electrolisadores AEM, incluindo a degradação quimio-mecânica da cadeia principal do polímero, a degradação dos grupos de amónio quaternário causada pelo ataque dos radicais hidroxilo e o inchamento da membrana. Os produtos da degradação química contaminam a camada catalítica e levam à perda de desempenho. O estudo fornece um mapa claro dos mecanismos de falha para prolongar a vida útil dos eletrolisadores AEM.
Projeto e Avaliação de Eletrolisador AEM: Esta investigação desenvolveu um novo eletrolisador AEM poroso de dupla camada, utilizando duas camadas de malha de níquel empilhadas com diferentes porosidades como ânodo , otimizado pelo método de Taguchi. Este design, que rompe com as configurações convencionais, melhora a eficiência da transferência de massa e fornece uma base quantitativa para o design à escala industrial de eletrolisadores AEM.
Catalisador bifuncional: São reportadas nanofolhas de heteroestrutura Fe3O4/Co3S4 codopadas com Ni e Mn, apresentando atividade catalítica tanto para a evolução de oxigénio como para a evolução de hidrogénio. A densidades de corrente de nível industrial, o desenvolvimento de catalisadores bifuncionais com metais não preciosos reduz fundamentalmente o consumo de metais do grupo da platina, aliviando consideravelmente o fardo da reciclagem de metais preciosos. Reduz também a complexidade da recuperação de titânio e níquel ; catalisadores à base de níquel e os elétrodos de malha de níquel podem ser reciclados diretamente após a sua eliminação, enquanto as placas bipolares de titânio também apresentam uma boa reciclabilidade.
Projeto da Camada Catódica: Através da análise cinética, este estudo estabelece princípios gerais de projeto para catalisadores catódicos e camadas catalíticas em eletrolisadores AEM, analisando sistematicamente as relações estrutura-desempenho. Preenche a lacuna metodológica entre o desenvolvimento de materiais catalíticos e o projeto de engenharia de elétrodos, fornecendo metas claras para o projeto quantitativo de cátodos AEM.
O projeto Smart Hydrogen Hub, no Porto de Roterdão, selecionou o AEM Nexus 2500 da Enapter como a sua principal tecnologia de eletrólise. Este sistema é um eletrolisador AEM multicore de 2,5 MW concebido para aplicações industriais. A sua arquitetura modular permite a expansão gradual da capacidade e a operação flexível em condições de energia renovável variáveis. Localizado no distrito M4H (Merwe-Vierhavens), uma área em processo de revitalização para se tornar um polo de inovação, o projeto é desenvolvido em conjunto pela Platform Zero, Adsensys, Porto de Roterdão, InnovationQuarter e outros parceiros público-privados. Demonstrará a integração da geração de energia fotovoltaica, armazenamento de energia, produção de hidrogénio, certificação e utilização local num único sistema energético flexível para aplicações industriais, de transporte e marítimas. De acordo com as fontes do projeto, o sistema de eletrolisador AEM produz hidrogénio de alta pureza diretamente a 35 bar, eliminando o consumo de energia da compressão adicional. O consumo total de eletricidade do sistema é de aproximadamente 4,2 kWh/Nm³ e opera de forma estável numa gama de carga de 20% a 125%. A experiência deste projeto de demonstração mostra que a velocidade de resposta dos eletrolisadores AEM sob flutuações de potência é comparável à dos PEM e, como são utilizados elétrodos à base de níquel, os custos de operação e manutenção são significativamente mais baixos do que os dos sistemas que contêm metais do grupo da platina. Estes dados operacionais reais fornecem uma base fiável para a implantação em larga escala de eletrolisadores AEM em portos e parques industriais.
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