Отечественная разработка может кардинально улучшить эффективность и долговечность топливных элементов. Рассказываем, какие преимущества она имеет по сравнению с существующими аналогами.
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН совместно с коллегами создали инновационный вид мембран для водородных топливных элементов. Новый материал состоит из фторполимера с сульфатными группами, дополненного частицами диоксида кремния и неорганическими кислотами. Такой состав обеспечивает эффективное преобразование химической энергии водорода и кислорода в электрический ток даже при различных уровнях влажности среды, говорится на сайте Российской академии наук.
Мембраны в водородных топливных элементах очень важны. Они служат разделителем между водородом и кислородом. На аноде, являющемся положительным электродом, молекулы водорода расщепляются на положительно заряженные протоны. Затем протоны проходят через мембрану к катоду, отрицательно заряженному электроду. На катоде происходит реакция между протонами и кислородом, результатом которой становится образование воды. Химическая энергия этого процесса преобразуется в электричество.
Сегодняшняя практика предполагает применение мембран на основе перфторсульфополимеров — специальных материалов, содержащих атомы фтора и серы. Они демонстрируют высокую производительность при условии достаточной увлажненности окружающей среды. Когда влажность ниже отметки 60%, их способность проводить протоны резко ухудшается, что негативно сказывается на производительности топливных элементов. Помимо этого, изменение уровня влаги вызывает деформацию материала: мембрана сначала расширяется, а потом сжимается, что постепенно ведет к ее физическому износу и деградации свойств.
Источник: hi-tech.mail.ru