Поделиться
В России разработан новый материал для водородных аккумуляторов
Исследователи Института общей и неорганической химии РАН с коллегами из трех других институтов смоги получить новый материал для мембран, используемых для создания водородных аккумуляторов. Водород в качестве эффективного и недорогого возобновляемого источника энергии пока являются только перспективой для разработчиков.
Шаг к созданию новых энергетических систем
В России разработан новый гибридный материал для протонообменных мембран, которые необходимы для создания водородных аккумуляторов для водородного транспорта и робототехники, пишут «Известия».
Исследование при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) проводилось в Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН. В нем принимали участие сотрудники национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина и Нью-Йоркского университета в Абу-Даби.
«Это важный шаг к созданию более надежных и эффективных энергетических систем будущего. Наша разработка может значительно продлить срок службы топливных элементов и повысить мощность устройств, сделав водородную энергетику более доступной», — сказала доктор химических наук, старший научный сотрудник лаборатории ионики функциональных материалов ИОНХ РАН Екатерина Сафронова.
Увеличение мощности и стабильности
Мембрана показала в 1,5 раза большую мощность по сравнению с аналогами при относительной влажности 50%. При еще более низкой влажности — 30% — мощность мембраны в 3,9–5,3 раза больше, чем у аналогичных. Кроме того, новый материал продемонстрировал механическую стабильность — его объем при разной влажности практически не менялся, отметили исследователи.
Взяв за основу известный полимер Aquivion, ученые добавили в него неорганические наночастицы кремнезема и цезиевую соль фосфорновольфрамовой кислоты (соединения, содержащего фосфор и вольфрам). Эти добавки стабилизировали структуру мембраны, ограничивая ее деформацию при колебаниях влажности, и значительно повысили эффективность ее работы в сухих условиях.
Перфторсульфополимеры (фтор- и серосодержащие органические соединения), которые обычно используются в мембранах, хорошо работают при достаточном увлажнении, но теряют эффективность, когда влажность уменьшается до 60% и ниже, из-за того, что хуже проводят протоны. Кроме того, они расширяются и сжимаются при изменении влажности, что со временем приводит к их разрушению.
Водородные перспективы
Водородные топливные элементы — перспективное решение, которое поможет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу, так как они преобразуют химическую энергию в электрическую, выделяя только воду и тепло.
При этом водород — это самый распространенный химический элемент в мире. Водородный энергетический ресурс является новым возобновляемым источником энергии. Однако, водородные технологии пока не отработаны.
Транспортные средств на водороде производят лишь несколько компаний. О начале продаж первого в мире автомобиля с водородным двигателем (седан Mirai, что в переводе означает «будущее») Toyota заявила в 2014 г., как писал ТАСС. У автопроизводителя Honda к тому моменту уже была разработка, которая позволяет использовать автомобиль на водородном топливе в качестве резервного электрогенератора. Пока машины на водороде обходятся недешево. В частности, очень дороги заправки.
В январе 2025 г. CNews сообщал об успешном завершении первого тестового полета электрического дрона вертикального взлета и посадки, работающего на жидком водороде, в высокотехнологичном индустриальном парке Фэнсян в Китае.
Проект был реализован усилиями трех ключевых компаний: Shaanxi Tongchen Cryogenic Technology, Dream Chasing Aerospace Technology и Beijing Jiaqing New Energy Technology. Беспилотный летательный аппарат способен перевозить грузы весом от 120 до 160 кг, его максимальная взлетная масса составляет 1,2 тонны, дальность полета — до одной тыс. км при использовании воздушного охлаждения.
Короткая ссылка
