Способ изготовления мембранно-электродного блока с твердым полимерным электролитом
Водородная энергетика топливные элементы мембранно-электродный блок низкие температуры
Изобретение относится к электрохимическим генераторам энергии, в частности к топливным элементам с твердополимерным электролитом, а именно к способу изготовления мембранно-электродного блока топливного элемента, функционирующего в условиях отрицательных температур окружающей среды до -35 °С при использовании в качестве топлива смеси состава водород-пары спирта. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение долговечности и сохранение высокой эффективности при работе в условиях отрицательных температур. Для его достижения предложен способ изготовления мембранно-электродного блока топливного элемента с твердополимерным электролитом, заключающийся в том, что осуществляют нанесение электрокаталитических слоев на основе металлов платиновой группы на углеродном носителе и иономера на мембрану и газодиффузионные слои, при этом, каталитические чернила анодного слоя готовят путем диспергирования в ультразвуковом гомогенизаторе в течение 30 мин расчетного количества каталитического порошка из расчета плотности нанесения 0,3 мг/см2 Pt20/SnO210/C, где платины 20 мас. %, диоксида олова 10 мас. %, С – сажа марки Vulcan XC 72 c 10 мас. % тефлона, в водно-спиртовом растворе при содержании изопропанола не менее 90 % с добавлением 10 мас. % по сухому остатку водного раствора иономера марки Nafion® D1021 и наносят их аэрографом на анодный газодиффузионный слой из гидрофобизированной углеродной ткани марки ELAT LT1400W, при этом осуществляют нагрев поверхности газодиффузионного слоя до 60 °C, готовят каталитические чернила анодного и катодного слоя путём диспергирования Pt40/C, где платины 40 мас. %, С – сажа марки Vulcan XC 72 c 10 мас. % тефлона, в водно-спиртовом растворе при содержании изопропанола не менее 90% с добавлением 10 мас. % по сухому остатку водного раствора иономера марки Nafion® D1021 и наносят 1,4 мг/см2 катализатора состава Pt40/C на катодный газодиффузионный слой при помощи аэрографа, при этом осуществляют нагрев поверхности газодиффузионного слоя до 60 °C, наносят 0,3 мг/см2 катализатора состава Pt40/C при помощи аэрографа на анодную сторону зафиксированной на вакуумной платформе мембраны Nafion® 212 при нагреве поверхности до 50 °C.
Энергетические установки на основе твердополимерных топливных элементов и их эксплуатация в условиях отрицательных температур.
Андрей
Королев
Викторович
Руководитель Комплекса
Кандидат физико-математических наук
Отсутствует
-
-
-
-
РОССИЯ
Кирилл
Борисов
Евгеньевич
Главный ученый секретарь Центра
РОССИЯ
31.15.28
Топохимия. Гетерогенный катализ
31.15.33
Электрохимия
44.41.29
Установки прямого преобразования химической энергии в электрическую
01.04.HQ
ELECTROCHEMISTRY
Аделина
Засыпкина
Алексеевна
РОССИЯ
Наталия
Иванова
Анатольевна
РОССИЯ
Руслан
Меншарапов
Максимович
РОССИЯ
Дмитрий
Спасов
Дмитриевич
РОССИЯ
Матвей
Синяков
Владимирович
РОССИЯ
Владимир
Фатеев
Николаевич
РОССИЯ
Правительство России
Правительство Российской Федерации
Организация
-
-
НИЦ "Курчатовский институт"
федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
1027739576006
Организация
Правительство Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения