Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема мембранно-электродного блока
Основной характеристикой работы МЭБ является его вольтамперная характеристика.
Структура электродов топливных элементов

Нанотрубки для топливных элементов

Ключевые слова:  наноазбука, нанотрубки, периодика, топливный элемент

Автор(ы): Эльманович И.В.

Опубликовал(а):  Эльманович Игорь Владимирович

02 июня 2010

В топливном элементе химическая энергия (сгорания) топлива преобразуется электрохимическим путем напрямую в электрическую энергию. Топливо и окислитель при этом непрерывно и раздельно подводятся к ячейке, в которой они реагируют. Основными плюсами топливных элементов являются динамичность отклика, быстрый запуск, относительно малые удельный объем и вес, отсутствие движущихся частей, бесшумность, хорошая способность к перегрузке а так же их экологическая безопасность и сравнительно высокий КПД (рис.1).

На аноде (куда подается, например, водород) идет электрохимическая реакция по окислению водорода, в результате которой протоны идут через мембрану к катоду, а электроды – во внешнюю цепь, создавая электрический ток и совершая полезную работу. На катоде (куда подается кислород) происходит электрохимическая реакция восстановления кислорода до воды. Обе эти "полуреакции" происходят одновременно, обеспечивая протекание выгодной по энергетике суммарной реакции сгорания водорода в кислороде с образованием воды.

Электроды топливных элементов состоят из трех слоев – активного, микропористого и газодиффузионного. В активном слое топливного элемента должна быть обеспечена так называемая трехфазная граница – область эффективного катализа, к которой одновременно должны подводиться реагенты и продукты реакции (протоны и электроны). Активный слой представляет из себя сажу с платиновыми частицами, скрепленную расплавленными частицами ПТФЭ. Для скрепления используется процедура отжига электродов.

Перспективным направлением исследований на данный момент является замена углеродной сажи углеродными нанотрубками, которые также в ряде случаев обладают хорошими проводящими свойствами. В работе [1] было продемонстрировано, что в результате такой замены рабочие характеристики топливного элемента ухудшаются лишь примерно на 10 процентов. Однако толщина мембранно электродного блока, использующего в качестве проводника электронов углеродные нанотрубки, и, соответственно, его масса, уменьшаются на порядки величины, что является чрезвычайно важным для автотранспортных приложений.

Таким образом, в дальнейшем необходимо попытаться оптимизировать дизайн активного слоя топливного элемента с углеродными нанотрубками с целью улучшения его рабочих характеристик.

[1] M. Kaempgen et al., Appl. Phys. Lett. 92, 094103 (2008)

[2]http://nano-portal.ru/post/5998


В статье использованы материалы: Нанопортал


Средний балл: 9.5 (голосов 2)

 


Комментарии
Пастух Евфграфович, 02 июня 2010 18:11 
А я давно говорил, что "сами дороги должны давать электричество для электромобилей", вот и давайте это за недельку просчитаем. Типа дорога прямо вдоль реки.
Просто удивительно - углеродные нанотрубки находят массу разнообразных применений, что обусловлено их уникальными свойствами. А ученые продолжают открывать новые свойства, так в Гарвардском университете ( http://www.s...AlMore.html) обнаружили Black-hole like effect in nanotube and the possibility of new matter states ( http://www.p...634291.html). (И зачем было строить Большой Андронный коллайдер ?)

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Акватория
Акватория

Конкурс СЗМ-изображений 2017 от компании НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Примите участие в конкурсе, поделитесь своими результатами с мировым СЗМ-сообществом и получите ценные призы!

Лауреатом премии Rusnanoprize 2017 стал создатель высокоэффективных солнечных ячеек Михаэль Гретцель
Обладателем международной премии в области нанотехнологий Rusnanoprize 2017 за разработки в области наноматериалов и модификации поверхностей стал швейцарский учёный Михаэль Гретцель. Торжественная церемония награждения лауреата состоялась на Форуме «Открытые инновации».

Школа на ладони: у нас есть из чего строить будущее!
В начале октября 2017 года стартовала XI осенняя сессия конкурсной образовательной программы для школьников «Школа на ладони»

Вспомнить все (total recall). Часть 3. Методы исследований в нанотехнологиях (практика)
Коллектив авторов
В третьей части рассматриваются экспериментально - практические материалы, связанные с методами анализа продуктов нанотехнологий, в том числе стандартные аналитические, физико – химические и структурные методы анализа. Участники могут изучать отдельно данный курс или комбинировать его с двумя предыдущими.

Вспомнить все (total recall). Часть 2. Решение задач и проектная работа (образование и самоподготовка)
Коллектив авторов
Во второй части рассматриваются обзорные материалы материалы по нанотехнологическому образованию и проектной деятельности (Раздел А), текстовый и иллюстративный материал по образовательным и социальным аспектам с сфере нанотехнологий (Раздел Б), а также самый важный раздел для подготовки к Олимпиадам данной серии, содержащий сборники заданий и решений за 10 олимпиадных лет (Раздел В).

Вспомнить все (total recall). Часть 1. Наноматериалы и нанотехнологии (теоретические аспекты)
Коллектив авторов
В первой части рассматриваются теоретические материалы, сгруппированные по важнейшим темам (Раздел А), уровню сложности (Раздел Б), для свободного чтения по основным группам рубрикатора РОСНАНО (Раздел В), а также для прохождения викторин самоконтроля (Раздел Г).

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.