Транспортные характеристики перфторированных мембран МФ-4СК, модифицированных кислым фосфатом циркония

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы физико-химические и транспортные характеристики поливных и экструзионных перфторированных мембран МФ-4СК, модифицированных кислым фосфатом циркония в количестве 3–10%. Формирование неорганической фазы происходило непосредственно в объеме мембраны. Изучено влияние содержания кислого фосфата циркония на обменную емкость, влагосодержание, диффузионную проницаемость для раствора электролита, газопроницаемость по водороду и электропроводность при ограниченной влажности мембраны МФ-4СК, а также эффективность ее использования в низкотемпературном водородном топливном элементе. Показано немонотонное изменение транспортных характеристик в зависимости от содержания допанта, при этом наименьшая диффузионная проницаемость и максимальная электропроводность при пониженной влажности наблюдалась у мембраны, содержащей 6% кислого фосфата циркония. Установлено, что перспективность применения модифицированных кислым фосфатом циркония мембран в качестве полимерного электролита в мембранно-электродном блоке водородно-воздушного топливного элемента обусловлена большей максимальной удельной мощностью на 17% за счет снижения омического сопротивления мембранно-электродного блока примерно в 2 раза по сравнению с исходной МФ-4СК и уменьшения вклада кинетических ограничений для модифицированных образцов по сравнению с немодифицированной мембраной, обнаруженного на основании анализа спектров его импеданса.

Об авторах

И. В. Фалина

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

Е. Е. Мещерякова

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

К. М. Ляпишев

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

К. С. Демиденко

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

Е. В. Тицкая

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

С. В. Тимофеев

ОАО “Пластполимер”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, Полюстровский просп., 32, Санкт-Петербург, 195197

Н. А. Кононенко

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: irina_falina@mail.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

Список литературы

  1. Safronova E.Yu., Lysova A.A., Voropaeva D.Yu., Yaroslavtsev A.B. // Membranes. 2023. V. 13. № 8. P. 721.
  2. Zhu L., Li Yu., Liu J., He J., Wang L., Lei J. // Petroleum Science. 2022. V. 19. P. 1371.
  3. Lehmann M.L., Tyler L., Self E.C., Yang G., Nanda J., Saito T. // Chem. 2022. V. 8. № 6. P. 1611.
  4. Стенина И.А., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2024. Т. 14. № 1. С. 19.
  5. Zaton M., Roziere J., Jones D.J. // Sustainable Energy Fuels. 2017. V. 1. P. 409.
  6. Сафронова Е.Ю., Шалимов А.С., Волков В.И., Ярославцев А.Б. // Высокомолекулярные соединения (серия А). 2013. T. 55. № 11. C. 1359.
  7. Brooker P.R., Bonville L.J., Slattery D.K. // J. Electrochem. Soc. 2013. V. 160. № 1. P. F75.
  8. Rajeswari J., Ziegler Z., Haugen G.M., Hamrock S.J., Herring A.M. // ECS Trans. 2011. V. 41. P. 1561.
  9. Tellez-Cruz M.M., Escorihuela J., Solorza-Feria O., Compañ V. // Polymers. 2021. V. 13. № 18. P. 3064.
  10. Xu Ya., Liang X., Shen X., Yu W., Yang X., Li Q., Ge X., Wu L., Xu T. // J. Membr. Sci. 2024. V. 689. P. 122167.
  11. Guodong X., Anqi K., Feng J., Yuxin L., Zhiyuan Zh., Rongguan L., Bing H., Jing L., Chengwei D., Yuzhen S., Weiwei C. // Fuel. 2024. V. 361. P. 130706.
  12. Saccà A., Gatto I., Carbone A., Pedicini R., Maisano S., Stassi A., Passalacqua E. // Internation J Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 59. P. 31445.
  13. Xiao Sh., Zhang H., Bi Ch., Zhang Yi., Ma Yu., Li X., Zhong H., Zhang Yu. // J. Power Sources. 2010. V. 195. № 24. P. 8000.
  14. Alberti G. // Acc. Chem. Res. 1978. V. 11. № 4. P. 163.
  15. Taniuchi T., Ogawa T., Yoshida M., Nakazono T., Ishihara K.N. // Internation J Hydrogen Energy. 2023. V. 48. № 80. P. 31337.
  16. Pica M., Donnadio A., Casciola M. // Coord. Chem. Rev. 2018. V. 374. P. 218.
  17. Al-Othman A., Nancarrow P., Tawalbeh M., Ka’ki A., El-Ahwal K., El Taher B., Alkasrawi M. // Internation J Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 8. P. 6100.
  18. Costamagna P., Yang C., Bocarsly A.B., Srinivasan S. // Electrochimica Acta. 2002. V. 47. P. 1023.
  19. Zlotorowicz A., Sunde S., Seland F. // Internation J Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 32. P. 9982.
  20. Ozden A., Ercelik M., Ozdemir Ya., Devrim Yi., Ozgur Colpan C. // Internation J Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 33. P. 21501.
  21. Bauer F., Willert-Porada M. // J. Membr. Sci. 2004. V. 223. № 1–2. P. 141.
  22. Chabé J., Bardet M., Gébel G. // Solid State Ionics. 2012. V. 229. P. 20.
  23. Shkirskaya S.A., Kononenko N.A., Timofeev S.V. // Membranes. 2022. V. 12. № 10. P. 979.
  24. Kuan H.-C., Wu C.-S., Chen C.-Y., Yu Z.-Z., Dasari A., Mai Y.-W. // Electrochemical and Solid-State Letters. 2006. V. 9. № 2. P. A76.
  25. Шалимов А.С. и др. Ж. Неорганической химии. 2009. Т. 54. № 3. C. 403.
  26. Kononenko N.A., Fomenko M.A., Volfkovich Yu.M. // Adv. Colloid Interface Sci. 2015. V. 222. P. 425.
  27. Tang Q., Li B., Yang D., Ming P., Zhang C., Wang Y. // Internation J Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 22040.
  28. Gierke T.D., Munn G.E., Wilson F.C. // J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1981. V. 19. № 11. P. 1687.
  29. Gebel G., Aldebert P., Pineri M. // Macromolecules. 1987. V. 20. P. 1425.
  30. Sigwadi R., Dhlamini M.S., Mokrani T., Ṋemavhola F., Nonjola P.F., Msomi P.F. // Heliyon. 2019. V. 5. № 8. P. e02240.
  31. Trobajo C., Khainakov S.A., Espina A., García J.R. // Chem. Mater. 2000. V. 12. № 6. P. 1787.
  32. Filippov A., Petrova D., Falina I., Kononenko N., Ivanov E., Lvov Yu., Vinokurov V. // Polymers. 2018. V. 10. № 4. P. 366.
  33. Volfkovich Yu.M., Sosenkin V.E. // Russ. Chem. Rev. 2012. V. 81. P. 936.
  34. Novikova S. A., Safronova E. Yu., Lysova A. A., Yaroslavtsev A. B. // Mendeleev Commun. 2010. V. 20. P. 156.
  35. Сафронова Е.Ю. Материалы на основе модифицированных перфторированных сульфосодержащих мембран с новым комплексом функциональных свойств: дисс. док. хим. наук. – М., 2023. – 286 с.

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».