Главная страница /

 

Ученые Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, НИУ ВШЭ и Томского политехнического университета разработали прочную протонпроводящую мембрану, устойчивую к химическому разрушению. Новый материал может увеличить срок службы водородно-воздушных топливных элементов. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (грант № 26-19-00316), опубликованы в журнале Materials Science & Engineering B.

 

Одна из главных проблем топливных элементов — постепенное разрушение полимерной мембраны. При работе она многократно увлажняется и высыхает, испытывает механические нагрузки и подвергается воздействию свободных радикалов. Это сокращает срок службы даже таких распространенных материалов, как Nafion®. Особенно важна долговечность для тяжелого грузового транспорта, где топливный элемент должен работать до 25 тыс. часов.

 

Чтобы сделать мембрану устойчивее, ученые армировали ее нетканым материалом из волокон сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом. В отличие от традиционных подложек из политетрафторэтилена, такой армирующий материал не требует специальной обработки поверхности. Он хорошо смачивается раствором проводящего полимера, благодаря чему компоненты мембраны плотно соединяются и равномерно распределяются по ее толщине.

 

Армирование увеличило прочность мембраны в 1,8 раза и практически полностью подавило ее набухание в плоскости. При этом материал сохранил высокую протонную проводимость и не снизил мощность топливного элемента. Новая мембрана также оказалась устойчивее к воздействию свободных радикалов, чем неармированный аналог.

 

«Благодаря подавленному плоскостному набуханию и повышенной химической стабильности, наша мембрана лучше противостоит деградации в реальных условиях эксплуатации, – отмечает научный сотрудник ИОНХ РАН, кандидат химических наук Анжелика Бедарькова. - Это открывает путь к созданию отечественных долговечных мембран, способных конкурировать с лучшими мировыми аналогами и обеспечивать надёжную работу топливных элементов в тяжёлом транспорте и стационарной энергетике».

 

Следующим этапом станут испытания мембран на длительную циклическую работу и устойчивость к деградации уже в условиях реальной нагрузки топливного элемента.

 

Исследование опубликовано в статье Perfluorosulfonic acid membranes reinforced with electrospun polyvinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene (VDF-TeFE) fibers for improved stability in PEMFCs в журнале Materials Science & Engineering B.

 

 

 

Процесс получения мембран

 

Источник: Bedarkova A.O., Safronova E.Yu., Stenina I.A., Kukartceva O.V., Bolbasov E.N., Yaroslavtsev A.B. Perfluorosulfonic acid membranes reinforced with electrospun polyvinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene) (VDF-TeFE) fibers for improved stability in PEMFCs. Materials Science & Engineering B, 2026, V. 333, Art. 119733. DOI: 10.1016/j.mseb.2026.119733

 

Пресс-релиз опубликован на сайтах Минобрнауки России https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/101659/, Наука.mail https://science.mail.ru/news/57098-membrana-dlya-toplivnyh-elementov/, Поиск https://poisknews.ru/fizika/rossijskie-uchenye-sozdali-stabilnuyu-membranu-dlya-toplivnyh-elementov/, РАН https://new.ras.ru/press-center/cozdana-stabilnaya-membrana-dlya-toplivnykh-elementov/, Индикатор https://indicator.ru/chemistry-and-materials/rossiiskie-uchenye-sozdali-stabilnuyu-membranu-dlya-toplivnykh-elementov-22-09-2026.htm, Mendeleev.info https://mendeleev.info/rossijskie-uchenye-sozdali-stabilnuyu-membranu-dlya-toplivnyh-elementov/, Новый химический журнал https://newchemjournal.ru/dostizheniya-rossijskih-uchenyh/rossijskie-uchenye-sozdali-stabilnuyu-membranu-dlya-toplivnyh-elementov/, Химическое информационное агентство https://cheminform.ru/himicheskaya-nauka/rossijskie-uchyonye-sozdali-stabilnuyu-membranu-dlya-toplivnyh-elementov/, Дзен https://dzen.ru/a/arIpTt8hLg35wQU-, Научный микроблог Минобрнауки России https://sciencemon.ru/office/org/blog/265044/