Новые мембранные материалы и электрохимические устройства водородной энергетики

Функционирование современных твердотельных устройств, используемых для прямого преобразования запасённой химической энергии в электричество, развитие технологий водородной энергетики, создание высокоэффективных процессов переработки углеводородного сырья и отходов тесно связано с прогрессом в создании новых материалов с особыми электротранспортными свойствами, способными переносить электрический ток за счёт одновременного движения ионов и электронов. Широкое использование таких материалов способствует существенному прогрессу в решении глобальных энергетических и экологических проблем. Согласно «Программе фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021 – 2030 годы)», одно из приоритетных направлений развития науки в нашей стране базируется на формировании физико-химических основ рационального природоиспользования и создании энергосберегающих химико-технологических процессов, включая углубленную переработку углеводородного сырья. Развитие критических технологий данного направления, среди которых новые и возобновляемые источники энергии, способно не только внести существенный вклад в решение глобальных проблем, но и вывести энергетическую отрасль нашей страны на новый высокий уровень. Такие технологии невозможны без создания новых материалов, свойства которых можно предсказывать или варьировать в зависимости от решения той или иной задачи. Обладающая большим потенциалом водородная энергетика требует новых катализаторов и высокопроводящих материалов. Поэтому поиск новых соединений или модификация составов в известных классах с целью разработки функционального материала с улучшенными эксплуатационными характеристиками является краеугольной задачей, от решения которой зависит прогресс в развитии водородных технологий. С другой стороны, развитие технологий водородной энергетики, безусловно, должно сопровождаться разработкой новых устройств и масштабируемых прототипов, повышающих потенциал перехода от наработанного фундаментального задела к реальной производственной реализации. В частности, промышленное производство водорода, как неотъемлемая часть водородной энергетики, нуждается в инновационных экономически выгодных технологиях получения H2.