РФФИ №20-33-51007

(2020-2022) Проект под руководством д.х.н. профессора кафедры электрохимии Олега Владиславовича Левина посвящён разработке новых мембранно-электродных систем для топливных элементов. Топливные элементы считаются одной из наиболее перспективных технологий электрохимической энергетики, теоретически позволяющей достигнуть плотности энергии, сравнимой с двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, медленная кинетика электродных, и, в первую очередь, катодных процессов, лежащих в основе этой технологии, определяет их низкую удельную мощность и приводит к необходимости использования дорогостоящих катализаторов на основе платины, либо высоких температур рабочей зоны. В связи с этим актуальной задачей, решение которой может определить коммерциализацию низкотемпературных топливных элементов, является создание активных, дешевых и надежных катодных систем восстановления кислорода.

В настоящем проекте предлагается новый тип мембранно-каталитической системы для катодов низкотемпературных топливных элементов, состоящей из модифицированного нитроксильными группами электрода, электролита с анионными редокс-медиаторами реакции электровосстановления кислорода и протонобменной мембраны, селективно блокирующей проникновение редокс-медиаторов в анодное пространство. Предложенная система базируется на известных химических принципах, что обеспечивает достижимость цели проекта. При этом конфигурация мембранно-электродного блока, содержащая нитроксил-модифицированный катод и сопряженный растворный редокс-медиатор, предложена впервые. Ожидается, что в результате выполнения проекта будет получен работающий прототип оригинального мембранно-каталитического блока для катода низкотемпературных топливных элементов, будут выяснены его мощностные характеристики, оценены эффективность катализа и стабильность работы. На основании полученных данных будет сделан вывод о возможности коммерциализации разработанной новой технологии.

В рамках проекта в Фонде «Талант и успех» и НТУ «Сириус» будут проведены Лекции и мастер-классы, посвященные приготовлению и тестированию электродных материалов, изучению кинетики реакции восстановления кислорода и конструированию мембранно-электродных блоков топливных элементов.

https://chem.spbu.ru/all-news/3151-dva-proekta-spbgu-poluchili-podderzhku-i-oba-iz-instituta-khimii-spbgu.html - В новостях Института химии СПбГУ