Химик из Челябинска разрабатывает топливные инновации для экологичного транспорта

На Южном Урале ведут работу над созданием экологически чистого топливного элемента с высокой энергоэффективностью. Его можно будет использовать для транспорта.

Над проектом трудится доцент кафедры химии твердого тела и нанопроцессов Челябинского государственного университета (ЧелГУ) Федор Ярошенко. Он модифицировал гибридную мембрану – с ее помощью в низкотемпературных топливных элементах снижается влагозависимость и повышается температурный рабочий потенциал. Это, в свою очередь, еще один шаг к улучшению энергоэффективности топлива для транспорта нового поколения.

Топливный элемент позволяет уйти от двигателей внутреннего сгорания и нефтепродуктов, на которых они работают. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить вред для экологии и повысить КПД – у двигателей внутреннего сгорания он не выше 40%, а у топливного элемента на водороде может приближаться к 99%.

Топливный элемент состоит из электродов и мембраны, которая их разделяет. Сама мембрана же представляет собой полимерную пленку, задача которой, пропустить ионы водорода, не пропуская саму молекулу водорода. Над улучшениями этой мембраны и работает Федор Ярошенко.

"Для разделения молекулы водорода на атомы необходимо на электроды нанести слой катализатора. Вследствие его особой природы возникают конкурирующие процессы — сорбируется либо водород, либо угарный газ. При низких температурах сорбируется углекислый газ, который перекрывает работу устройства, поэтому для преимущественной сорбции водорода необходимо повысить рабочую температуру до 120–130 градусов. А так как эта температура выше температуры кипения воды, то вода в мембране, которая переносила протоны, испаряется, и протоны не могут передвигаться. Для решения этой пробл​емы мы пошли путем совершенствования свойств мембраны, используя для этого частицы полисурьмяной кислоты, при введении её в мембрану удерживается вода при температурах выше 100 градусов и улучшается протонпроводимость", – поясняет Федор Ярошенко.

Сейчас ученый продолжает исследования и усовершенствования мембраны топливного элемента. Его разработки в дальнейшем могут применяться для использования топливных элементов в различных видах транспорта и энергетики. Проект был поддержан Российским научным фондом.

Химик из Челябинска разрабатывает топливные инновации для экологичного транспорта