Ученые МФТИ создали технологию производства ионобменной полимерной мембраны для аккумуляторов нового поколения и водородных генераторов

Новый вид топливных элементов наиболее экологичен и обладает высоким КПД. Водородный генератор превращает водород и кислород из воздуха в электроэнергию, тепло и воду. При этом возможна прямая конверсия в электрическую энергию, без токсичных отходов и перезарядки.


Мембрана является критически важным узлом водородного генератора, так как она разделяет электроды и непосредственно участвует в создании замкнутой электрической цепи. Для эффективного функционирования электрохимической реакции мембрана должна обладать необходимыми свойствами. С одной стороны, должна быть прочной и устойчивой к агрессивным условиям, а с другой стороны — иметь определенную структуру, которая обеспечит тонкость и проницаемость для ионов.

Обычно мембрана представляет собой пленку из полимера, сочетающего гидрофобную (водоотталкивающую) основную цепь и боковые цепи, содержащие кислотные группы (гидрофильная часть). При наличии воды в полимере она локализуется вблизи кислотных групп, образуя наноразмерную систему каналов. В этой области, кроме воды, содержатся различные формы ионов, которые свободно перемещаются через мембрану.

Созданием российских перфторированных полимерных мембран занимаются ученые лаборатории МФТИ, которую создали специально для решения поставленных задач. Коллектив лаборатории за первый год работы разработал ноу-хау о получении суспензий перфторированных полимеров и мембран на их основе методом полива. Это первые важные шаги по созданию полной технологической цепочки получения протонпроводящих мембран.

Разработчики отмечают, что создание отечественных мембран позволит производить экономичные мембраны для топливных элементов. Быстрый выход на практический этап планируется за счет сочетания фундаментальных научных разработок с оперативным применением технологических решений на базе индустриального партнера проекта.


— руководитель лаборатории технологии ионообменных мембран Софья Морозова.

В ближайших задачах научного коллектива — работы по увеличению прочности мембраны без потери ионной проводимости путем добавления наноразмерных частиц.