Новая гибридная мембрана для водородной энергетики не будет зависеть от влажности

Разработанный учеными из России и ОАЭ материал представляет собой фторполимер с сульфогруппами и добавками кремнезема и неорганической кислоты. Он эффективно превращает химическую энергию водорода и кислорода в электричество как при высокой, так и при низкой влажности, благодаря чему оказывается лучше аналогов, требующих увлажнения.

Разработка может стать ключевой частью протонообменных мембран, разделяющих топливо – водород и кислород – в водородных топливных элементах. Как объясняет пресс-служба Российского научного фонда, сейчас используются мембраны на основе перфторсульфополимеров – фтор- и серосодержащих органических соединений. Такие материалы хорошо работают при достаточном увлажнении, но теряют эффективность, когда влажность уменьшается до 60% и ниже из-за того, что хуже проводят протоны.

Исследователи из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН в сотрудничестве с коллегами предложили гибридный материал на основе широко используемого для создания протонообменных мембран полимера Aquivion. Авторы добавили в этот материал неорганические компоненты – наночастицы кремнезема и цезиевую соль фосфорновольфрамовой кислоты. Эти добавки стабилизировали структуру мембраны, ограничивая изменение размеров материала при колебании влажности, и улучшили эффективность ее работы в сухих условиях. В результате тестирования было выявлено, что топливные элементы с новыми мембранами демонстрируют в 3,9–5,3 раза большую мощность по сравнению с традиционными аналогами при низкой влажности (30%).

В дальнейшем планируется улучшение характеристик мембран, в частности повышение их химической устойчивости при работе в топливном элементе.

#водород