Прорыв в создании топливных элементов из улучшенных материалов

Топливные элементы протонообменной мембраны считаются перспективной технологией выработки чистой энергии. PEM переносит положительно заряженные протоны с положительных электродов элемента на отрицательные. Большинство из них гидратированные, и заряд переносится через содержащуюся внутри мембраны воду.

Для создания более качественных материалов PEM требуется лучше понимать то, как структура мембраны позволяет протонам легко проникать сквозь нее. Однако, многие PEM делаются из аморфных полимеров, и их сложно исследовать, потому что их точная структура неизвестна.

Ливерпульские ученые синтезировали молекулы, формирующие пористую органическую клетку, внутри которой могут помещаться другие, меньшие по размеру молекулы, например, воды или углекислоты. Когда такие клетки образуют твердые материалы, полости внутри формируют каналы, по которым могут перемещаться молекулы.

Полученные клетки молекул демонстрируют протонную проводимость, сравнимую с лучшими образцами пористых структур. Помимо этого, исследование выводит новые принципы, которые в дальнейшем могут быть использованы для создания новых материалов. К примеру, высокотемпературных топливных элементов, которые не будут бояться потери жидкости, пишет Phys.org.

Недавно ученые Национальной лаборатории Лос-Аламос создали топливные элементы переходного типа на основе недавно открытого полимерного материала, содержащего ионные пары с фосфатом аммония. Они способны осуществлять эффективный транспорт протонов даже в условиях водопоглощения.