Мембрана нового типа позволит водородным батареям работать без воды

Исследователи из Университета Монаша разработали протонопроводящую мембрану, которая обеспечивает работу топливных элементов при высоких температурах без использования воды. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.

Новая мембрана состоит из атомарно тонких нанолистов графена и нитрида бора в сочетании с наноограниченной фосфорной кислотой. Технология обеспечивает перенос протонов при температуре 250 градусов Цельсия, что превышает возможности существующих систем. Большинство современных топливных элементов используют мембраны, которые требуют присутствия воды для транспорта протонов, что ограничивает рабочую температуру.

Мембрана продемонстрировала высокую выходную мощность при работе на водороде. Испытания также проводились с концентрированным метанолом в качестве топлива. В обоих случаях система показала стабильность в условиях высоких температур.

Нанолисты в структуре мембраны обеспечивают прямой транспорт протонов, а фосфорная кислота, находящаяся между слоями, ускоряет их перемещение. Эта комбинация механизмов позволяет поддерживать высокую проводимость в сухих условиях при повышенных температурах.

Разработка может применяться в транспорте и тяжелой промышленности. Технология также подходит для других электрохимических процессов, включая расщепление воды, восстановление углекислого газа и синтез аммиака. Исследователи рассматривают созданную мембрану как основу для разработки новых протонпроводящих материалов на базе двумерных нанолистов.

Источник:Tech Xplore