Разработка эскизной конструкторской документации на электролизную батарею для демонстрационного образца электролизной установки с асимметрией давления. Разработка эскизной конструкторской документации на демонстрационный образец электролизной установки с асимметрией давления. Патентные исследования.

Перспективным и современным решением для энергообеспечения общества является широкомасштабное внедрение природоподобных технологий генерации энергии, в частности, инновационных водородных энерготехнологий, основанных на применении топливных элементов (ТЭ), в первую очередь, на основе твердого полимерного электролита (ТПЭ). При этом проблема эксплуатации ТЭ с ТПЭ при отрицательных температурах является важной и не решенной практической задачей, требующей проведения дополнительных исследований, в том числе, фундаментального характера. Целью проекта является разработка фундаментальных основ функционирования твердополимерных топливных элементов с твердым полимерным электролитом (ТЭ с ТПЭ) на основе бинарного топлива, представляющего собой смесь водорода и спиртов, в условиях отрицательных температур, и создание научных основ технологии ТЭ этого типа. Новизна предлагаемого проекта состоит в применении бинарного топлива, представляющего собой смесь водорода и спирта (метанол, этанол), для водородно-воздушных ТЭ с ТПЭ и исследовании морфологических, физико-химических и электрокаталитических свойств мембранно-электродных блоков и изменения этих свойств при циклировании температуры в интервале от -60 ОС до +80 ОС при использовании бинарного топлива. Междисциплинарность проекта обусловлена его выполнением на стыке гетерогенного катализа, электрохимии, коллоидной химии, материаловедения, кристаллографии, плазмохимии, химии поверхности и водородной энергетики. В результате выполнения проекта будут оптимизированы состав и структура мембраны, каталитических слоев и мембранно-электродных блоков, а также ячеек ТЭ с ТПЭ в целом для режимов эксплуатации водородно-воздушного ТЭ с ТПЭ в условиях низких температур, получены новые данные по кинетике процессов при низких температурах. Предполагается создание математической/физико-химической модели для определения оптимальных режимов эксплуатации ТЭ с использованием бинарного топлива переменного состава, включая холодный пуск/остановку. Будет разработана и исследована экспериментальная батарея ТЭ мощностью 100 Вт для эксплуатации при отрицательных температурах (включая холодный пуск/остановку). Полученные результаты позволят разработать научные основы отечественной технологии функционирования ТЭ с ТПЭ на основе бинарного топлива, эксплуатируемого в условиях низких температур.