Специалисты из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН совместно с коллегами из других научных центров представили инновационный гибридный материал для протонообменных мембран — ключевого компонента водородных топливных элементов. Разработка позволит создавать более эффективные и долговечные источники энергии для транспорта и робототехники, снижая зависимость от ископаемого топлива.
Новый материал, созданный на основе полимера Aquivion с добавлением наночастиц кремнезема и цезиевой соли фосфорновольфрамовой кислоты, решает две ключевые проблемы современных мембран: нестабильность при перепадах влажности и снижение эффективности в сухих условиях. В отличие от традиционных аналогов, которые теряют производительность при влажности ниже 60%, разработка российских ученых демонстрирует в 3,9–5,3 раза большую мощность даже при 30%-й влажности. Кроме того, материал практически не меняет объем при колебаниях влажности, что повышает его механическую устойчивость.
Как пояснила Екатерина Сафронова, старший научный сотрудник ИОНХ РАН, это открытие способно ускорить развитие водородной энергетики, делая ее более доступной и надежной. По ее словам, мембраны нового типа могут значительно продлить срок службы топливных элементов, что особенно важно для их коммерческого внедрения.
Илья Шабалкин, младший научный сотрудник Университета ИТМО, отметил, что разработка особенно перспективна для мобильных и автономных систем, где контроль влажности затруднен. По его мнению, такие мембраны найдут применение в водородном транспорте, источниках бесперебойного питания и робототехнике.
Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда с участием ученых из Высшей школы экономики, Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина и Нью-Йоркского университета в Абу-Даби. Результаты опубликованы в International Journal of Hydrogen Energy.
