Ранее ученые Томского политехнического университета получили экспериментальные образцы радиацинномодифицированной протонообменной мембраны для топливных элементов и электролизеров.
«Если представить себе мембрану («сердце» топливного элемента) в виде листа, то катализаторы должны быть с обеих сторон. Каталитическое покрытие нужно для того, чтобы молекулярный водород разделять на протоны и электроны. Каталитические покрытия делают на основе благородных металлов – это, в первую очередь, платина, палладий, которые стоят дорого. Отказаться от катализаторов на основе благородных металлов пока нельзя. Вопрос в том, как уменьшить массу этого металла в катализаторе и соответственно, стоимость изделия, сохранив его технические параметры», — рассказал журналистам «Интерфакса» участник проекта, доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Дмитрий Сиделёв.
В рамках проекта ученые, в том числе решают задачи изменения структуры каталитического покрытия, которое формируется в виде смеси углерода и платины.
«Покрытия получаются пористые, что позволяет газу легко проходить в поры, активно взаимодействовать с платиной. Задача проекта в этом году – подобрать такие режимы, чтобы уменьшить загрузку платины, сохранив каталитические свойства покрытия», — поясняет ученый.
Для решения поставленной задачи можно, например, использовать метод аэрографии. Но в Томском политехе используют вакуумный метод – с помощью ионного распыления платина и углерод распадаются на отдельные атомы, поток этих атомов летит на мембрану и осаждается в виде тонкой пленки. Причем, размеры кластеров частиц платины и углерода могут быть меньше, чем размеры мелкодисперсного порошка при других способах.
«Регулируя параметры процесса – давление, мощность, расстояние – мы можем регулировать конечные структурные свойства каталитического покрытия. Нам важно было создать очень пористое покрытие, и мы смогли обеспечить это. По свойствам каталитический слой близок к свойствам атомарной платины, причем этот метод приводит к удешевлению топливного элемента», — добавляет Дмитрий Сиделёв.
Планируется, что испытания будут завершены примерно через три месяца. В настоящее время в ТПУ уже разработали опытную установку, позволяющую создавать мембранную пленку метражом.