![]() |
Исследовательская группа под руководством Ацуси Норо из Университета Нагоя, Япония, представила новую концепцию дизайна электролитов для топливных элементов, в которой используется полимер фосфоновой кислоты с углеводородными спейсерами. Эта инновационная концепция позволяет топливным элементам эффективно работать в условиях высоких температур (выше 100°C) и низкой влажности, устраняя важнейшие препятствия для их более широкого использования. Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Polymer Materials. Электрохимически реагируя с водородом и кислородом, топливные элементы вырабатывают электричество, выделяя при этом только воду, что подчеркивает их возможности использования в качестве экологически чистой энергии. Однако полимеры перфторсульфоновой кислоты, тип пер- и полифторалкильных веществ (PFAS), широко используемых в топливных элементах, вызывают обратную реакцию. Присутствие PFAS в окружающей среде и их накопление в живых организмах послужило причиной принятия регулирующих мер во многих странах. В отличие от PFAS, углеводородные полимеры фосфоновой кислоты не содержат фтора, что делает их менее склонными к сохранению в окружающей среде. Эти полимеры также демонстрируют умеренную химическую стабильность в условиях высокой температуры и низкой влажности. Несмотря на эти преимущества, плохая проводимость и гидрофильная природа фосфоновых кислотных групп, которые притягивают воду, ограничивают их применение, что может привести к растворению во влажной среде. Чтобы преодолеть эти трудности, компания Noro ввела гидрофобный спейсер между основой полимера и группами фосфоновой кислоты в углеводородный полимер фосфоновой кислоты. Это позволило добиться нерастворимости в воде, химической стабильности и умеренной проводимости даже при высоких температурах и низкой влажности. Кроме того, гидрофобный спейсер эффективно отталкивал воду, обеспечивая стабильность материала. Новая мембрана продемонстрировала значительно более высокую нерастворимость в горячей воде по сравнению с мембраной из полистирола фосфоновой кислоты без гидрофобного спейсера и коммерчески доступной мембраной из сшитого сульфонированного полистирола. «В условиях 120°C и относительной влажности 20% проводимость разработанной мембраны в 40 раз выше, чем у мембраны из полистирола с фосфоновой кислотой, и в 4 раза выше, чем у мембраны из сшитого сульфонированного полистирола», — сказал Норо.
Ранее ученые объявили о том, что не за горами создание дешевых водородных топливных элементов. 10.12.2024 |
Энергия
![]() | |
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир | |
Мир хранения энергии меняется благодаря кванто... |
![]() | |
Китай впереди, а мир догоняет: битва за переработку аккумуляторов начинается | |
Компания Cirba Solutions активно развивает отр... |
![]() | |
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию | |
Превращение солнечной энергии в химическу... |
![]() | |
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров | |
Европейская комиссия дала зеленый свет огромно... |
![]() | |
Энергия атома для производства водорода: перспективы развития технологии | |
Доктор Уильям Бодель из Далтонского ядерн... |
![]() | |
Реактивное топливо на основе лигнина совершает прорыв в хранении водорода | |
Инновационный прорыв в технологии хранени... |
![]() | |
Определена роль термоядерной энергетики в обеспечении экологической безопасности | |
Карл Тишлер из европейского консорциума п... |
![]() | |
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии | |
Стремление Китая использовать энергию звезд до... |
![]() | |
Министерство энергетики США инвестирует в технологии декарбонизации | |
Министерство энергетики США уделяет приор... |
![]() | |
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму | |
Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ... |
![]() | |
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20% | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии | |
Живая лаборатория по использованию тепла ... |
![]() | |
В США запустят строительство заводов по производству водородного топлива | |
Министерство энергетики США, DOE, сделало важн... |
![]() | |
США инвестируют 101 млн долларов в испытания контроля выбросов углекислого газа | |
Министерство энергетики США, DOE, объявило о&n... |
![]() | |
Термоядерный синтез: как ученые пытаются приручить энергию Солнца | |
Стремление к получению чистой, устойчивой... |
![]() | |
JEST: Ученые разрабатывают литий-ионную батарею с повышенными характеристиками | |
Технологический прогресс привел к широком... |
![]() | |
Открытие делает органические солнечные элементы более эффективными и стабильными | |
Исследователи из Университета Åbo A... |
![]() | |
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей | |
Глобальная гонка за увеличение срока служ... |
![]() | |
AppEn: ИИ проворнее человека находит причины неисправностей топливных элементов | |
Исследовательская группа доктора Чи-Юнг Юнга и... |
![]() | |
Эффективны ли солнечные панели при непрямом солнечном свете? Ученые говорят — да | |
Когда люди думают о солнечной энергии, он... |
![]() | |
Застройщики жилья используют инновации для экономии на коммунальных платежах | |
По мере того как экологичная жизнь превра... |
![]() | |
Криптографический протокол обеспечит безопасный обмен данными в ветроэнергетике | |
Плавучая ветроэнергетика обладает огромным пот... |
![]() | |
Предложен новый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии | |
Специалисты в области нанохимии добились ... |
![]() | |
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии | |
Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме... |
![]() | |
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка | |
Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все... |
![]() | |
Появилась концепция устойчивых полимерных электролитов для топливных элементов | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики | |
Новый метод производства материалов, которые м... |
![]() | |
Energy: Появилось инновационное решение для получения солнечной энергии с небес | |
Некоторые места не слишком благоприятны д... |
![]() | |
PhysRevLett: Найден способ улучшить аккумуляторы с помощью квантовой механики | |
В последние годы ученые работают над новы... |
![]() | |
NF: Выравнивание спина для термоядерного топлива удешевит ядерную энергию | |
Новое исследование предлагает способ, как ... |