Новые мембраны удешевят топливные ячейки

Познание того, как протоны двигаются через мембраны, окажет помощь отыскать ответ одной из главных неприятностей на пути практического внедрения топливных ячеек, каковые считаются очень многообещающими устройствами для запасания, конвертации и переноса энергии (из химической в электрическую).

К сожалению, топливные ячейки на данный момент через чур дороги. И если бы удалось создать мембраны, талантливые выдержать более большие температуры и разрешающие протонам вольно проходить через себя, то возможно было бы отказаться от применения дорогостоящей платины. (Но тогда кто и как будет нагревать такие ячейки?..)

Новые мембраны удешевят топливные ячейки

Рис. 1. Другая мембрана образована гидрофобными перфторированными молекулами (зелёный слой), боковые гидрофильные цепи которых содержат сульфогруппы (светло синий слой), обращённые вовнутрь водного канала (светло синий слой). (Иллюстрация RSC).

Разработку других устройств сотрудники Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (США) начали с компьютерной симуляции нескольких тысяч молекул, каковые имели возможность бы понадобиться при производстве мембран топливных ячеек.

Наряду с этим учёные разбирали влияние самых различных молекулярных параметров, включая длину боковой цепи, которая постоянно заканчивалась сульфонатной группой, обращённой к находящейся в мембраны водной фазе.

Несложная логика подсказывает, что применение молекул, содержащих более маленькие боковые цепи, приведёт к образованию более широкого центрального водного канала и даст протонам больше свободы для перемещения, разрешая им двигаться стремительнее. Если бы! Учёные с удивлением поняли, что протяженность боковой цепи не играется тут ровным счётом никакой роли.

Через чур долгие цепи , не оказывая блокирующего действия на водный канал.

Теоретические эти были обоснованы опытом, на протяжении которого испытывалось пара мембран на базе перфторированных сульфоновых кислот с различной длиной боковой цепи, несущей сульфонатную группу.

Ну а на данный момент учёные исследуют ещё один открытый ими интересный эффект — малопродуктивное перемещение протона между сульфонатными группами. Помимо этого, они заинтересовались возможностью увеличения эффективности трансфера протонов при замены воды на ионную жидкость.

Подробнее с результатами работы возможно ознакомиться в издании Physical Chemistry Chemical Physics.

[ОтУС] Топливные элементы для транспорта: прошлое, настоящее, будущее


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: