Испытание протон-проводящих композитных мембран “полимерная пленка – сульфированный полистирол” в метанольном топливном элементе при 60°С. Кроссовер метанола

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Измерены коэффициенты диффузионной проницаемости метанола через синтезированные композитные мембраны “полимерная пленка – сульфированный полистирол” и мембрану Нафион-115. Для нескольких композитных мембран с существенно различающимися транспортными свойствами рассчитаны величины диффузионного потока метанола (qдифф) через эти мембраны в условиях прямого метанольного топливного элемента (МТЭ) при 60°С и 1–2 М концентрации питающего раствора. С использованием метода циклической вольт-амперометрии (ЦВА) проведены прямые измерения “кроссоверного тока” и кроссовера метанола (qЦВА) в МТЭ на основе этих мембран. Установлено, что значения qЦВА в среднем на 15% ниже соответствующих значений qдифф, рассчитанных для каждой мембраны на основании ее индивидуальных параметров (площадь, толщина, коэффициент проницаемости метанола).Наблюдаемое соотношение qЦВАдифф предложено объяснить неконтролируемым в эксперименте и, вероятно, неполным окислением метанола на катоде. На основании полученных данных можно заключить, что без контроля степени окисления метанола на катоде МТЭ экспериментальные значения кроссовера qЦВА могут заметно отличаться от расчетного qдифф и реального значений кроссовера метанола в МТЭ. Проведено сравнительное исследование вольтамперных характеристик МТЭ на основе синтезированных композитных мембран с существенно различающимися транспортными свойствами и мембраны Нафион-115. Установлено, что при 60°С и 1 М концентрации питающего раствора величина кроссовера метанола практически не влияет на вольтамперные характеристики МТЭ.

Об авторах

Д. А. Крицкая

Филиал Федерального исследовательского центра химической физики имени Н.Н. Семенова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dianakrit@gmail.com
Россия, пр. Академика Семенова, Черноголовка, 1, Московская обл., 142432

К. С. Новикова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: dianakrit@gmail.com
Россия, пр. Академика Семенова, Черноголовка, 1, Московская обл., 142432

Е. А. Сангинов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: dianakrit@gmail.com
Россия, пр. Академика Семенова, Черноголовка, 1, Московская обл., 142432

А. Н. Пономарев

Филиал Федерального исследовательского центра химической физики имени Н.Н. Семенова РАН

Email: dianakrit@gmail.com
Россия, пр. Академика Семенова, Черноголовка, 1, Московская обл., 142432

Список литературы

  1. Kraytsberg A., Ein-EliY. // Energ. Fuel. 2014. V. 28. P. 7303.Wang Y., Diaz D.F.R., Chen K.S., Wang Z., Adroher X.C. // Materials Today. 2020. V. 32. P. 178.
  2. Филиппов С.П., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2021. Т. 90. № 6. C. 627 (англоязычнаяверсия: Filippov S.P., Yaroslavtsev A.B. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. № 6. P. 627).
  3. Carrette L., Friedrich K.A., Stimming U. // Fuel Cells. 2001. V. 1. № 1. P. 5.
  4. Aricò A.S., Srinivasan S., Antonucci V. // Fuel Cells. 2001. V. 1, № 2. P. 133.
  5. Alias M.S., Kamarudin S.K., Zainoodin A.M., Masdar M.S. // Int. J. Hydrogen Energ. 2020. V. 45. № 38. P. 19620.
  6. Zhou J., Cao J., Zhang Y., Liu J., Chen J., Li M., Wang W., Liu X. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2021. V. 138. AN. 110660.
  7. Mauritz K.A., Moore R.B. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 4535.
  8. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 987.
  9. Deluca N.W., Elabd Y.A. // J. Polym. Sci. Pol. Phys. 2006. V. 44. P. 2201. Shin D.W., Guiver M.D., Lee Y.M. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 4759.
  10. Byun G.H., Kim J.A., Kim N.Y., Cho Y.S., Park C.R. // Materials Today Energy. 2020. V. 17. AN. 100483.
  11. Nasef M.M., Gürsel S.A., Karabell, D., Güven O. // Progress in Polymer Sci. 2016. V. 63. P. 1.
  12. Nasef M.M. // J. Appl. Membr. Sci. Techn. 2022. V. 26. № 1. P. 51.
  13. Nasef M.M., Zubir N.A., Ismail A.F., Khayet M., Dahlan K.Z.M., Saidi H., Rohani R., Ngah T.I.S., Sulaiman N.A. // J. Membrane Sci. 2006. V. 268. P. 96.
  14. Gürsel S.A., Gubler L., Gupta B., Scherer G.G. // Adv. Polym. Sci. 2008. V. 215. P. 157.
  15. Yamaki T., Sawada S., Asano M., Maekawa Y., Yoshida M., Gubler L., Alkan-Gürsel S., Scherer G.G. // ECS Transactions. 2009. V. 25. P. 1439.
  16. Голубенко Д.В., Юрова П.А., Десятов А.В., Стенина И.А., Косарев С.А., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологи. 2022. Т. 12. № 6. С. 452 (англоязычная версия: Golubenko D.V., Yurova P.A., Desyatov A.V., Stenina I.A., Kosarev S.A., YaroslavtsevA.B. // Membr. Membr. Technol. 2022. V. 4. № 6. P. 398).
  17. Пономарев А.Н., Абдрашитов Э.Ф., Крицкая Д.А., Бокун В.Ч., Сангинов Е.А., Добровольский Ю.А. // Электрохимия. 2017. Т. 53. № 6. С. 666. (англоязычнаяверсия: PonomarevA.N., AbdrashitovE .F., Kritskaya D.A., Bokun V.C., Sanginov E.A., Dobrovol’skii Y.A. // Russ. J. Electrochem. 2017. V. 53. № 6. P. 589)
  18. Abdrashitov E.F., Bokun V.C., Kritskaya D.A., Sanginov E.A., Ponomarev A.N., Dobrovolsky Y.A. //Solid State Ionics. 2013. V. 251. P. 9.
  19. Abdrashitov E.F., Kritskaya D.A., Bokun V.C., Ponomarev A.N., Novikova K.S., Sanginov E.A., Dobrovolsky Y.A. // Solid State Ionics. 2016. V. 286. P. 135.
  20. Ren X., Springer T.E., Zawodzinski T.A., Gottesfeld S. // J.Electrochem. Soc. 2000. V. 147. P. 466.
  21. Almheiri S., Liu H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 10969.
  22. Génevé T., Turpin C., Régnier J., Rallières O., Verdu O., Rakotondrainibe A., Lombard K. // Fuel Cells. 2017. V. 17. № 2. P. 210.
  23. Braz B.A., Oliveira V.B., Pinto A.M.F.R. // Energy. 2020. V. 208. P. 112394.
  24. Ponomarev A.N., Kritskaya D.A., Abdrashitov E.F., Bokun V.C., Sanginov E.A., Novikova K.S., Dremova N.N., Dobrovolsky Y.A. // J. Appl. Pol. Sci. 2020. V. 137. P. 49563.
  25. Новикова К.С., Абдрашитов Э.Ф., Крицкая Д.А., Пономарев А.Н., Сангинов Е.А., Добровольский Ю.А. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 11. С. 645. (англоязычная версия: Novikova K.S., Abdrashitov E.F., Kritskaya D.A., Ponomarev A.N., Sanginov E.A., Dobrovol’skii Yu.A.// Russ. J.Electrochem.2021. V. 57. № 11. P. 1047)
  26. Wells C.F. // Thermochim. Acta. 1992. V. 200. P. 443.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».