Российские ученые создали стабильную мембрану для топливных элементов

Ученые Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН) совместно с коллегами из НИУ ВШЭ и Томского политехнического университета разработали прочную протонпроводящую мембрану, устойчивую к химическому разрушению. Новый материал может увеличить срок службы водородно-воздушных топливных элементов.

Одна из главных проблем таких топливных элементов — постепенное разрушение полимерной мембраны. При работе она многократно увлажняется и высыхает, испытывает механические нагрузки и подвергается воздействию свободных радикалов, из-за чего срок ее службы сокращается. Особенно критично это для тяжелого транспорта, где топливный элемент должен работать до 25 тысяч часов.

Чтобы сделать мембрану устойчивее, авторы исследования армировали ее нетканым материалом из волокон сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом. В отличие от традиционных подложек из политетрафторэтилена, такой армирующий материал не требует специальной обработки поверхности. Он хорошо смачивается раствором проводящего полимера, благодаря чему компоненты мембраны плотно соединяются и равномерно распределяются по ее толщине.

Армирование увеличило прочность мембраны в 1,8 раза и практически полностью подавило ее набухание в плоскости. При этом материал сохранил высокую протонную проводимость и не снизил мощность топливного элемента. Новая мембрана также оказалась устойчивее к воздействию свободных радикалов, чем неармированный аналог.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации