КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-73-00298
НазваниеПерспективные устройства генерирования энергии на основе топливных элементов с мембранами из кислых солей
Руководитель Багрянцева Ирина Николаевна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов
Ключевые слова топливный элемент, твердый электролит, полимерный композиционный электролит, кислые соли щелочных металлов
Код ГРНТИ31.15.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение одной из наиболее важных задач водородной энергетики – создание среднетемпературных топливных элементов (ТЭ) нового типа. Значительный интерес к среднетемпературным ТЭ (130-350°С) с мембранами из твердых электролитов обусловлен оптимальной рабочей температурой с точки зрения энергозатрат, чистоты топлива, водного менеджмента и использования недорогих конструкционных материалов. Однако использование ТЭ данного температурного диапазона сдерживается отсутствием разработанных материалов мембран, удовлетворяющих ряду требований: высокая протонная проводимость при низкой электронной составляющей, механическая прочность, низкая газопроницаемость, термическая и химическая устойчивость. Наиболее перспективными являются протонпроводящие мембраны на основе кислых солей щелочных металлов с общей формулой MxHy(AO4)p (M=Cs, Rb, K, Na, Li, NH4; A=S, Se, As, P). для которых характерен фазовый переход в суперионное состояние с высокой протонной проводимостью (~10-2 См/см). В 2001 г. была показана возможность создания ТЭ с мембранами из кислых солей Solid Acid Fuel Cell (SAFC). Для достижения более эффективной и стабильной работы водород-воздушных ТЭ на основе кислых солей необходимо увеличить газоплотность мембран, уменьшить толщину для снижения омических потерь, усовершенствовать состав электродных композиций, а также способов их нанесения, обеспечить эффективный отвод воды с катода. Исследования новых перспективных полимерных систем, проведенных в последнее время, позволило синтезировать тонкие прочные мембраны, сочетающие в себе гибкость и гидрофобность с высокой протонной проводимостью. Поиск эффективных электродных композиций и создание высокой и устойчивой во времени трехфазной границы "электролит-электрод-газ", обеспечивающей высокие электрохимические характеристики ТЭ, является исключительно важной и многофакторной задачей для развития технологии создания SAFC. Данный проект направлен на оптимизацию состава мембран, исследование электродных композиций, механизм процессов на межфазных границах и позволит создать не только базу фундаментальных знаний в области ионики твердого тела, но и приблизит эти системы к реальному использованию.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ