Радиационно-модифицированные протонообменные мембраны для топливных элементов и электролизеров

Топливный элемент (ТЭ) обладает рядом преимуществ с точки зрения высокой плотности мощности и наличия воды в качестве побочного продукта, что делает его экологически чистой альтернативой для генерации энергии. Мембрана (ПЭМ) в ТЭ обеспечивает перенос протонов от анода к катоду, одновременно являясь газоразделительной. Для функционирования ТЭ необходимы мембраны ПЭМ, c хорошей механической прочностью, высокой химической стабильностью и протонной проводимостью >10-2 См*см–1. При современном уровне технологий перфторированные мембранные материалы, такие как Nafion ® (DuPont,США), Flemion (Asahi Glass, Япония) и Aciplex (Asahi Kasei, Япония), используется преимущественно в ТЭ с полимерным электролитом из-за их привлекательной проводимости и химической стабильности. Однако они имеют ряд недостатков: плохую протонную проводимость при низкой влажности и высокую стоимость, которая сдерживает внедрение ТЭ в экономику. Следовательно, поиск новых мембранных материалов с низкой стоимостью и требуемыми электрохимическими характеристиками, наряду с характеристиками, не уступающими Nafion, продолжается и стал наиболее актуальным в настоящее время. Проект направлен на исследование радиационного модифицирования существующих коммерчески доступных полимерных пленок, с целью получения рабочих характеристик. В процессе выполнения проекта будут выполнено: Исследование процессов радиационной модификации полимеров пучками высокоэнергетических ионов гелия. Исследование процессов радиационной прививочной полимеризации для синтеза и модификации мембран и функциональных материалов для ТЭ. Исследование микроструктуры модифицированных мембран их электрохимических свойств, селективности и устойчивости к отравлению компонентами. Исследование методов нанесения и материалов каталитических слоев на модифицированные протонообменные мембраны. Исследование особенностей эволюции системы- модифицированная протонообменная мембрана- катализатор. По результатам работ будет создан экспериментальный ТЭ с мембранно-электродным блоком (МЭБ) на основе радиационно-модифицированных ПЭМ.