Физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики объемно модифицированных платиной перфторированных мембран при работе в водородном топливном элементе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована эффективность использования объемно модифицированных платиной перфторированных мембран в водородном топливном элементе, а также изменение их физико-химических и транспортных характеристик на разных этапах эксплуатации мембранно-электродного блока водородного топливного элемента. Изучены толщина, распределение пор по радиусам методом контактной эталонной порометрии, концентрационные зависимости удельной электропроводности и вольтамперная характеристика. Рассмотрено влияние присутствия меди в составе электрокатализатора на характеристики полимерной мембраны. Обнаружено повышение эффективности работы водородного ТЭ как с коммерческим, так и с биметаллическим катализаторами в процессе ресурсных испытаний МЭБ с объемно модифицированными мембранами. Этот результат обусловлен формированием самоувлажняющейся структуры на наночастицах платины, расположенных в объеме мембраны.

Об авторах

Д. С. Кудашова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Кубанский государственный университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: pirina71@yandex.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149

И. В. Фалина

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Кубанский государственный университет”

Email: pirina71@yandex.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Н. А. Кононенко

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Кубанский государственный университет”

Email: pirina71@yandex.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149

К. С. Демиденко

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Кубанский государственный университет”

Email: pirina71@yandex.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Список литературы

  1. Филиппов С.П., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2021. Т. 90. № 6 . С. 627.
  2. Иванчев С.С., Мякин С.В. // Успехи химии. 2010. Т. 79. № 6. С. 117.
  3. Добровольский Ю.А., Сангинов Е.А., Русанов А.Л. // Альтернативная энергетика и экология. 2009. № 8(76). С. 112.
  4. Добровольский Ю.А., Джаннаш П., Лаффит Б., Беломоина Н.М. и др. // Электрохимия. 2007. Т. 43. № 5. С. 515.
  5. Okonkwo P.C., Ige O.O., Barhoumi E.M., Uzoma P.C. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 29. P. 15 850.
  6. Ferreira P.J., la O’ G.J., Shao-Horn Y., Morgan D. et al. // J. Electrochem. Soc. 2005. V. 152. № 11. P. A2256.
  7. Аваков В.Б., Алиев А.Д., Бекетаева Л.А., Богдановская В.А. и др. // Электрохимия. 2014. Т. 50. № 8. С. 858.
  8. El-kharouf A., Chandan A., Hattenberger M., Pollet B.G. // J. Energy Institute. 2012. V. 85. № 4. P. 188.
  9. Sorrentino A., Sundmacher K., Vidakovic-Koch T. // Energies. 2020. V. 13. P. 5825.
  10. Xiao-Zi Y., Hui L., Shengsheng Z., Jonathan M., Haijiang W. // J. Power Sources. 2011. V. 196. P. 9107.
  11. Григорьев С.А., Бессарабов Д.Г., Фатеев В.Н. // Электрохимия. 2017. Т. 53. № 3. С. 359.
  12. Uddin M.A., Qi J., Wang X., Pasaogullari U., Bonville L. // International J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 13 099.
  13. Sulek M., Adams J., Kaberline S., Ricketts M., Waldecker J.R. // J. Power Sources. 2011. V. 196. № 21. P. 8967.
  14. Min M., Kim H. // International J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 39. P. 17557.
  15. Zhang S., Yuan X., Wang H., Me’rida W. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 1. P. 388.
  16. Alekseenko A.A., Guterman V.E., Belenov S.V., Menshikov V.S. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 3676.
  17. Ярославцев А.Б., Добровольский Ю.А., Шаглаева Н.С., Фролова Л.А. и др. // Успехи химии. 2012. Т. 81. № 3. С. 191.
  18. Ярославцев А.Б. // Высокомол. соед. 2013. Т. 55. № 11. С. 1367.
  19. Осетрова А.М., Скундин А.М. // Электрохимическая энергетика. 2007. Т. 7. № 1. С. 3.
  20. Воропаева Е.Ю., Стенина И.А., Ярославцев А.Б. // Журн. неорг. химии. 2008. Т. 53. С. 1637.
  21. Стенина И.А., Сафронова Е.Ю., Левченко А.В., Добровольский Ю.А., Ярославцев А.Б. // Теплоэнергетика. 2016. № 6. С. 4.
  22. Bauer F., Willert-Porada M. // Fuel Cells. 2006. V. 6. P. 261.
  23. Шалимов А.С., Перепелкина А.И., Стенина И.А., Ребров А.И., Ярославцев А.Б. // Журн. неорг. химии. 2009. Т. 54. № 3. С. 403.
  24. Zhang Y., Zhang H., Bi C., Zhu X. // Electrochim. Acta. 2008. V. 53. P. 4096.
  25. Helen M., Viswanathan B., Murthy S.S. // J. Membrane Sci. 2007. V. 292. P. 98.
  26. Staiti P., Aricò A.S., Baglio V., et al. // Solid State Ionics. 2001. V. 145. P. 101.
  27. Ярославцев А.Б., Сафронова Е.Ю., Стенина И.А. // Журн. неорган. Химии. 2010. Т. 55. № 1. С. 16.
  28. Ramani V., Kunz H.R., Fenton J.M. // J. Membrane Sci. 2006. V. 279. P. 506.
  29. Каюмов Р.Р., Сангинов Е.А., Золотухина Е.В., Герасимова Е.В. и др. // Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 13(135). С. 40.
  30. Березина Н.П., Черняева М.А., Кононенко Н.А., Долгополов С.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2011. Т. 1. № 1. С. 37.
  31. Uchida H., Ueno Y., Hagihara H., Watanabe M. // J. Electrochem. Soc. 2003. V. 150. № 1. P. A57.
  32. Watanabe M., Uchida H., Seki Y., Emori M. // J. Electrochem. Soc. 1996. V. 143. № 12. P. 3847.
  33. Watanabe M., Uchida H., Emori M. // J. Electrochem. Soc. 1998. V. 145. P. 1137.
  34. Yang T. // International J. Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 2530.
  35. Falina I., Pavlets A., Alekseenko A., Titskaya E., Kononenko N. // Catalysts. 2021. V. 11. P. 1063.
  36. Berezina N.P., Kononenko N.A., Gnusin N.P., Dyomina O.A. // Adv. Colloid and Interface Sci. 2008. V. 139. P. 3.
  37. Кудашова Д.С., Кононенко Н.А., Бровкина М.А., Фалина И.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 14. № 1. С. 1.
  38. Rouquerol J., Baron G., Denoyel R., Giesche H. et al. // Pure Appl. Chem. 2012. V. 84. P. 107.
  39. Volfkovich Yu.M., Filippov A.N., Bagotsky V.S. // Springer. 2014. P. 328.
  40. Kononenko N.A., Fomenko M.A., Volfkovich Yu. M. // Adv. Colloid and Interface Sci. 2015. V. 222. P. 425.
  41. Stariha S., Macauley N., Sneed B.T., Langlois D. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165(7). P. F492.
  42. Фалина И.В., Попова Д.С., Кононенко Н.А. // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 11. С. 936.
  43. Filippov A., Petrova D., Falina I., Kononenko N., Ivanov E. et al. // Polymers. 2018. V. 10. P. 366.
  44. Заболоцкий В.И., Протасов К.В., Шарафан М.В. // Электрохимия. 2010. Т. 46. № 9. С. 1044.
  45. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 1999. Р. 513.
  46. Chandesris M., Vincent R., Guetaz L., Roch J.-S. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 12. P. 8139.
  47. Okonkwo P.C., Belgacem I.B., Emori W., Uzoma P.C. // International J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 55. P. 27 956.

Дополнительные файлы


© Д.С. Кудашова, И.В. Фалина, Н.А. Кононенко, К.С. Демиденко, 2023