Исследование степени деградации перфторированных мембран, модифицированных платиной, при их работе в водородно-воздушном топливном элементе с биметаллическими катализаторами

Объектами исследования являлись коммерческая перфторированная мембрана МФ-4СК и мембраны, объемно модифицированные платиной, после различных этапов их работы в водородном топливном элементе с катализаторами различного состава. Выявлены основные факторы, вызывающие деградацию перфторированной мембраны при ее работе в водородном топливном элементе. Обнаружено, что наиболее существенное влияние на структуру мембраны оказывает механическое и термическое воздействие в процессе прессования мембранно-электродного блока, что проявляется в уменьшении ее толщины, суммарного объема пор и общего влагосодержания более чем на 40%. На основании измерения вольтамперных и мощностных характеристик в процессе ресурсных испытаний отмечено повышение эффективности работы водородного топливного элемента с модифицированной мембраной как с коммерческим, так и биметаллическим катализаторами за счет формирования самоувлажняющейся структуры на наночастицах платины в объеме мембраны. Рассмотрено влияние присутствия меди в составе катализатора на транспортные и структурные характеристики перфторированной мембраны и показано, что использование биметаллического катализатора, содержащего на поверхности слабосвязанную медь, приводит к отравлению катионами меди перфторсульфокислоты в составе каталитического слоя и не оказывает значимого влияния на характеристики протонообменной мембраны.