Ученые кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А.И. Меоса Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна разработали технологию создания газодиффузионных слоев для первых в России водородных топливных элементов (водородных двигателей) на базе отечественного сырья. На создание нового материала требуется в два раза меньше стадий производства по сравнению с зарубежными аналогами, что делает разработку экономически более выгодной и конкурентоспособной на мировом рынке. Импортозамещающая технология позволит решить проблему дефицита комплектующих для топливных элементов в стране.
Области применения водородных топливных элементов обширны: авиастроение, космические аппараты, транспорт, системы аварийного энергоснабжения. Однако сегодня в России их сборка практически приостановлена из-за недостатка комплектующих, большая часть которых поставлялась из-за рубежа. В связи с этим появился спрос на отечественные технологии и материалы. Одним из компонентов топливных элементов, который остро нуждался в импортозамещении стал материал для газодиффузионных слоев. Ученым СПбГУПТД удалось создать его на основе углеродных тканей, нетканых материалов и бумаг.
«Для создания газодиффузионных слоев мы используем специальный углеродный волокнистый материал и обрабатываем его гидрофобизирующими добавками, то есть придаем материалу водоотталкивающие свойства, чтобы избежать «затопления» источника тока. Затем подвергаем его нескольким стадиям термообработки, после чего на материале образуется равномерное гидрофобное и хемостойкое покрытие. При этом за счет структуры самого углеродного материала сохраняются высокие показатели пористости для подвода реагентов (водород и кислород) и отвода продуктов реакции (вода), а также электропроводности и теплопроводности для высокого КПД и отвода тепла. Нам удалось добиться того, чтобы все эти свойства отвечали высоким стандартам, предъявляемым к подобным разработкам, и по своему качеству не уступают зарубежным аналогам», - рассказал один из авторов разработки, ассистент кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А.И. Меоса СПбГУПТД Вадим Марценюк.
Сейчас экспериментальные образцы нового материала ученых СПбГУПТД проходят испытания на стендовых установках водородных топливных элементов. Благодаря гранту Фонда содействия инновациям исследователи планируют запуск собственного производства газодиффузионных слоев и внедрение их на отечественных предприятиях.
