Топливные элементы и водородная энергетика

Методом циклической вольтамперометрии в щелочном растворе исследованы электрохимические и электрокаталитические свойства металлокомплексов на основе парафенилендиамина. Установлены редокс-потенциалы, связанные с превращением иона металла и органического лиганда. Дана оценка каталитической активности соединений в реакции электровосстановления молекулярного кислорода.

Деполяризация анода сернистым ангидридом позволяет снизить энергозатраты на производство водорода в 1.5 раза. Однако одной из причин, препятствующих промышленному внедрению этого процесса, является невозможность реализации промышленных плотностей тока электролиза из-за диффузионных ограничений по подаче SO₂ анодному каталитическому слою. Рассмотрено влияние давления на процесс электролиза воды с деполяризацией анода сернистым ангидридом в электролизёрах с твёрдым полимерным электролитом.

Изучены состав и структура каталитического слоя топливного элемента с твердополимерным электролитом. Рассмотрено моделирование слоя, позволяющее рассчитать слои, содержащие частицы полимера и катализатора различных форм и размеров. Показана зависимость проводимости и активной площади поверхности каталитического слоя от концентрации частиц полимера. Наилучшие рабочие характеристики топливного элемента наблюдаются при содержании полимера в слое 30–35% об.

В работе на основе проведённых исследований по оптимизации конструкционных параметров герметизированных свинцовых аккумуляторов дана методика их расчета для аварийно-резервного применения.

Исследовалось поведение литированного фосфата железа марки РН/Р1 (Phostech Lithium Inc, Канада) при работе в качестве положительного электрода литий-ионного аккумулятора с электролитом на основе LiPF₆. Удельная ёмкость исследуемого материала при температуре 20°С составила: 130 мА·ч/г при скорости разряда 0.15С, 105 мА·ч/г при 1С и 95 мА·ч/г при 2.1C.

Модифицированным полиольным методом синтезирован катализатор электроокисления этанола PtSn (3 : 1, 40% Pt) на пиролитических двуслойных углеродных нанотрубках. Активность синтезированного катализатора в модельных условиях (0.5М H₂SO₄ + 1М С₂Н₅ОН) выше аналогичного катализатора, синтезированного на саже ХС 72, и составляет 70 мА/мг_кат при E = 0.4 В.

22–25 мая в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (Техническом университете) прошла VI Международная научно-практическая конференция «Теория и практика современных электрохимических производств», посвященная столетию со дня создания П. П. Федотьевым в 1920 году первой в России и мире кафедры технологии электрохимических производств на базе Санкт-Петербургского технологического института. Данный формат образования оказался чрезвычайно удачным, в дальнейшем в СССР было создано 18 кафедр данного направления.

В период с 25 по 28 апреля 2023 года в Энгельсском технологическом институте Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю. А. проводилась V Международная конференция молодых ученых «Актуальные проблемы теории и практики электрохимических процессов».

Литые мембраны на основе поливинилового спирта перспективны для создания не только доступных топливных элементов и синтезаторов, но и дешевых источников воды и микроэлектромеханических систем. Для управления свойствами таких мембран требуется глубокое понимание механизмов переноса заряда и их связи со структурой, формирующейся при том или ином составе и технологии изготовления.

Исследовано влияние температуры в интервале от 50 до 100°C и щёлочности водного раствора в интервале концентраций гидроксид-иона COH- от 2.33 до 9.53М на кинетику гидролиза водных систем, используемых в борогидридной водородной энергетике. Установлены характерные особенности кинетической кривой гидролитического расщепления борогидрид-иона BH4–: показано, что первый порядок по концентрации [BH4–] соблюдается не в полном временном диапазоне, а лишь приблизительно до степени превращения 30?50%.