Новая мембрана позволит сделать супераккумуляторы
Разработан метод получения износостойких протонопроводимых мембран для топливных элементов, заявили специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН 27 октября, сообщает «Наука в Сибири».
«Среди кислых солей щелочных металлов наиболее перспективным для использования в качестве мембран является дигидрофосфат цезия с высокой суперпротонной проводимостью при температурах выше 230 градусов Цельсия и крайне низкой электронной составляющей. Введение в его состав полимерных добавок, в частности Butvar B–98, позволяет увеличить прочность и гидрофобность», — пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории неравновесных твердофазных систем ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Валентина Георгиевна Пономарёва.
Топливные элементы представляют собой устройства для превращения химической энергии топлива в электричество без процесса горения. В частности, химическая энергия окисления водорода может быть переведена в электрическую минуя горение. Главным звеном топливного элемента является мембрана, которая в условиях химической реакции пропускает лишь протоны.
Разработанный учеными метод позволяет синтезировать тонкие мембраны для топливных элементов, работающих в среднем температурном диапазоне, наиболее востребованном для широкого применения в различных областях техники. основной материал мембраны — дигидрофосфат цезия (Cs-H2-P-O4) обладает свойством суперпротонной проводимости, однако, характеристики мощности полученных устройств пока далеки от желаемых. Химики ИХТТМ СО РАН утверждают, что чем однороднее, тоньше и пластичнее мембрана при сохранении высокой протонной проводимости, тем более высокую мощность будет развивать топливный элемент, при этом его долговечность будет высокая.
«Наши исследования осуществляются в относительно новом направлении. Первые работы коллег с дигидрофосфатом цезия были начаты лишь в 2013–2015 годах. Наши экспериментальные установки создаются под соответствующую задачу, всё строится с нуля. Полученная нами мембрана является лишь первой стадией к созданию среднетемпературного топливного элемента. Сейчас мы работаем над электродными композициями для синтезированной пленочной мембраны, которая сможет устойчиво функционировать в выбранной среде», — рассказывает Валентина Пономарёва.
