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

 

Неорганические водоросли
Неорганические водоросли

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.