• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.04.2023
ФизТех
8
2 346

Мембраны для водородных двигателей будут производить в России

4.7

Отечественную технологию производства ионобменной полимерной мембраны топливного элемента разработали ученые МФТИ. Независимое производство этого узла имеет решающее значение для создания российских аккумуляторов нового поколения и водородного генератора.

Мембраны для водородных двигателей будут производить в России
Мембраны для водородных двигателей будут производить в России / ©Getty images / Автор: Наталья Федосеева

Водородный генератор энергии — наиболее прогрессивный и экологичный на данный момент вид топливных элементов. Он реализует конверсию водорода и кислорода из воздуха в электроэнергию, тепло и воду. Основным достоинством такого устройства по сравнению с другими источниками энергии является возможность прямого — без токсичных отходов и перезарядки — превращения большей части выделившейся энергии в электрическую. Считается, что КПД таких элементов может достигать более 80 процентов.

Мембрана — критически важный функциональный узел водородного генератора, она разделяет электроды и при этом непосредственно участвует в создании замкнутой электрической цепи за счет протонной проводимости. В аккумуляторах старого поколения, например автомобильных, эту роль выполняет жидкий электролит. Тенденция к переходу от классических аккумуляторов с жидким электролитом к топливным элементам на основе полимерной ионообменной мембраны наблюдается в промышленности разных стран.

Для эффективного функционирования в сложных условиях электро-химической реакции мембрана должна обладать рядом неординарных свойств. С одной стороны, прочностью и устойчивостью к агрессивным условиям, с другой — определенной структурой, которая обеспечит тонкость и проницаемость для ионов. Все эти характеристики подразумевают специфическое производство мембраны.

Обычно мембрана представляет собой пленку из полимера, сочетающего гидрофобную (водоотталкивающую) основную цепь и боковые цепи, содержащие кислотные группы (гидрофильная часть). При наличии воды в полимере она локализуется вблизи кислотных групп, образуя наноразмерную систему каналов. В этой области, кроме воды, содержатся различные формы ионов, которые свободно перемещаются через мембрану. Таким образом, гидрофильная часть полимера обеспечивает эффективный транспорт ионов, в то время как гидрофобная часть стабилизирует мембрану, обеспечивая ее механическую прочность. Созданием российских перфторированных полимерных мембран заняты ученые лаборатории МФТИ, созданной специально под решение обозначенных задач.

«Совместно с индустриальным партнером за первый год реализации проекта были разработаны ноу-хау о получении суспензий перфторированных полимеров и мембран на их основе методом полива. Это первые, но важные шаги по созданию полной технологической цепочки получения протонпроводящих мембран», — сообщает Софья Морозова, руководитель лаборатории технологии ионообменных мембран МФТИ.

По словам разработчиков, технология позволит производить экономичные отечественные мембраны для топливных элементов. Быстрый выход на практический этап планируется за счет сочетания фундаментальных научных разработок с оперативным применением технологических решений на базе индустриального партнера проекта. В ближайших задачах научного коллектива — работы по увеличению прочности мембраны без потери ионной проводимости за счет введения наноразмерных добавок.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 13:10
Полина Меньшова

Хотя доступ к словам, синтаксическим структурам и нелингвистическим символам способен облегчить некоторые когнитивные процессы, язык вряд ли можно считать основой любой формы мышления. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав данные исследований за последние 20 лет.

5 часов назад
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

Вчера, 10:10
Александр Березин

Восемьдесят лет назад началось наступление советских войск в Белоруссии — операция «Багратион». Дальше случилось нечто крайне необычное: Ставка рассчитывала ударить на 150-200 километров в глубину. Но в итоге наступать пришлось на 600 километров. Почему немецкий фронт так быстро развалился, хотя войска Гитлера в 1944 году были материально обеспечены лучше, чем когда-либо еще во Второй мировой войне? И отчего Красная армия не смогла до конца воспользоваться плодами своих побед?

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

20 июня
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

Вчера, 13:10
Полина Меньшова

Хотя доступ к словам, синтаксическим структурам и нелингвистическим символам способен облегчить некоторые когнитивные процессы, язык вряд ли можно считать основой любой формы мышления. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав данные исследований за последние 20 лет.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

8 Комментариев
Vladimir Vlasov
26.04.2023
-
-1
+
Надоели эти глупые сведения о том что учёные что то там придумали офигенное. Придумать может каждый, даже ребёнок. Вы сделайте устройство, прототип чтобы показал свою эффективность , а потом рассказывайте как долго вы думали и наконец придумали, и даже сделали.
    GSamolov
    21.05.2023
    -
    0
    +
    ФизТех как Калтех рассадник отравы-лжи, они могут написать о Времени, которого не существует, о Вселенной...которой нет и не рождались.. перечислить ваши подножки моей несчастной, без Учителья и Советника цивилизации??? Это вина ректора.. народы спросят с него с Садовника: почему лобызали и облизывали гадкого Хокинга, его банду и не сопротивлялись мировой мафии СМИ пиарить негодяя? Чем занят был и сейчас наш вождь? Его замы, няньки и помощники??? МД АФС-совершенство! На 150 лет жизни, блаженные...
-
2
+
Комментарий удален пользователем или модератором...
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно