| 0 |
|
Недавно изобретенный новый класс ионопроводящих мембран, так называемые HEM (hydroxide exchange membrane), позволяет отказаться от применения в топливных ячейках дорогостоящей платины, заменив ее такими металлами как никель (стоимость 0,1% от платины) или серебро (1%).
Но из-за высокой плотности проводящих ионных групп HEM-мембраны подвержены распуханию в воде с нарушением целостности полимера. С этим борются, применяя химическое связывание (chemical crosslinking), но наряду со стабилизацией полимера этот метод делает его хрупким.
Группа почетного профессора Университета штата Делавэр Юшань Яня (Yushan Yan) сумела увеличить прочность полимерных мембран без химического связывания, используя межмолекулярные силы Ван-дер-Ваальса.
Эта связь возникает в присутствии позитивных и негативных зарядов, создающих дипольный момент и поляризующих полимерные цепочки.
Ученые пришли к своему открытию случайно, экспериментируя с новым полимером. «Мы вдруг поняли, что мембрана прекратила распухать, но при этом сохранила высокую проводимость», — вспоминает Янь. Поняв механику процессов, группа создала цепочки полимеров с повышенной плотностью электронов, более склонные к слипанию без образования какой-либо реальной связи.
Результаты исследования изложены в передовой статье журнала ChemSUSChem.
Их достижение, по мнению Яня, открывает новые пути совершенствования мембран и значительного снижения стоимости коммерческих топливных ячеек. Направлением дальнейших исследований группы станет повышение эксплуатационного периода HEM-ячеек, в идеале, до 5 тыс. часов (стандартный ресурс автомобильного двигателя внутреннего сгорания).
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
