ИСТИНА

В последние десятилетия внимание мировой общественности направлено на создание, развитие и внедрение новых альтернативных видов получения энергии из-за повышенного спроса на традиционные энергоресурсы и желания сохранить природу для будущих поколений. Одним из перспективных для применения в различных отраслях химическим источником тока (ХИТ) является водородно-воздушный топливный элемент (ВВТЭ). Однако устройство ВВТЭ имеет ряд эксплуатационных ограничений, связанных с фундаментальными физико-химическими проблемами, активно решаемыми широким кругом научно-техническим специалистов. Для протекания целевой токообразующей реакции на катоде ВВТЭ требуется использование дорогостоящих Pt/C-катализаторов, что повышает стоимость конечного изделия и имеет ряд ограничений на фиункционирование данного ХИТ. Одним из способов обойти эти ограничения – применение для окисления водорода промежуточных соединений редокс-медиаторов, которые могут электрохимически восстанавливаться без значительных перенапряжений на поверхности катодов без каталитических слоев и после - химически окисляться в контакте с кислородом воздуха. Для таких соединений существует ряд требований, которым они должны удовлетворять. В данной работе была синтезирована смесь фосфорно-ванадиево-молибденовых гетерополикислот и оценены перспективы ее использования в химически регенерируемом редокс-медиаторном катоде в ВВТЭ. Редокс-переходы смеси были систематически исследованы методом циклической вольтамперометрии, полученных при различных значениях рН и скоростях развертки потенциала. Далее смесь была испытана в качестве католита разрядной ячейки гибридного источника тока, сочетающего принципы ВВТЭ и ванадиевой проточной редокс-батареи. Разрядная мощность такой ячейки при температурах 25 и 50 °C составила 30.3 и 34.9 мВт/см2, соответственно. Кроме того, была оценена возможность регенерации редокс-медиатора кислородом воздуха (максимальный ток регенерации достигал 0.7 А). Исследование показало перспективность использования синтезированной смеси гетерополикислот в качестве редокс-медиаторного соединения в гибридном ВВТЭ. Работа выполнена в рамках Госзадания (№ государственной регистрации АААА-А19-119061890019-5).