1339 подписчиков
Эффективное просеивание молекул топлива с использованием графена.
Новый метод, разработанный исследовательской группой Университета Цукубы, предлагает инновационный подход к решению проблемы пересечения больших молекул топлива и деградации электродов в топливных элементах, использующих метанол или муравьиную кислоту. Этот метод основан на использовании графеновой мембраны с отверстиями, химически модифицированными сульфанильными функциональными группами.
Одной из главных проблем в технологии топливных элементов является явление кроссовера, когда молекулы топлива проникают между анодом и катодом, что приводит к окислению избыточных молекул топлива и деактивации электродов. Ранее применявшиеся методы для предотвращения этого явления включали увеличение толщины мембраны или использование двумерных материалов, но это снижало протонную проводимость.
Исследователи решили эту проблему, разработав графеновую мембрану с отверстиями диаметром 5-10 нм, которые были химически модифицированы сульфанильными функциональными группами. Эти функциональные группы образуют сульфогруппы вокруг отверстий, создавая стерические препятствия для молекул топлива. Это позволяет мембране успешно подавить явление кроссовера и сохранить высокую протонную проводимость.
Исследование, опубликованное в журнале Advanced Science, представляет значительный прогресс в области технологии топливных элементов. Ранее не было известно о возможности использования графеновой мембраны для подавления кроссовера, сохраняя при этом высокую протонную проводимость. Этот новый метод открывает новые перспективы для разработки топливных элементов с использованием метанола и муравьиной кислоты, что особенно актуально в свете растущей потребности в углеродной нейтральности.
DOI: 10.1002/advs.202304082
1 минута
24 сентября 2023