Аннотация:В ходе работы был приготовлен ряд композитных мембран с различными
функциональными наполнителями. В серии экспериментов изучено влияние
вводимых добавок на свойства мембран, в том числе, тестированием характеристик
собираемых на их основе мембранно-электродных блоков фосфорнокислотных
топливных элементов. Обнаружено, что наилучшими вольтамперными
характеристиками обладали мембранно-электродные блоки, собранные на
мембранах с гептадекафтороктансульфоновой кислотой в качестве наполнителя.
Методом импедансной спектроскопии показано, что улучшенные характеристики
таких блоков, главным образом, связаны с уменьшением электродных
поляризационных потерь. Разработанный способ введения данного наполнителя в
МЭБ является технологичным и может найти широкое применение.
Композитные мембраны с неорганическими включениями показали тенденцию к
лучшей протонной проводимости. Для кремнийсодержащих включений мы
связываем эту тенденцию с улучшением способности удерживать воду мембраной
в стационарном режиме работы мембранно-электродного блока, что коррелирует с
результатами термомеханического анализа.
Среди исследованных структурированных композитных мембран нового типа,
ранее не применявшегося в топливных элементах, приемлемая производительность
была детектирована для образцов полипропилена с фофорилированными
кремнийорганическими включениями. Дальнейшая разработка этих материалов
может привести к созданию нового класса мембран для топливных элементов,
характеризующихся улучшенным балансом функциональных свойств.