Управлять графеном! Химики Московского университета разработали инновационный материал для водородной энергетики. Отличная альтернатива современным мембранам топливных элементов. У малоизученного вещества много необходимых качеств. Важно их направить в нужное русло.
Так проходит экзамен для изобретения - через разработанную мембрану, то есть фильтр, ученые пропускают поток азота. Движение газа замедляется - значит, все идет по плану.
На факультете наук о материалах МГУ сделали открытие в сфере водородной энергетики - создали мембрану, которая способна улучшить работу топливного элемента в водородном двигателе.
"Мембрана - это сердце, или ядро в целом топливного элемента. Не сама мембрана, а мембранно-электродный ансамбль. И мембрана должна быть избирательной. Мембрана - это полупроницаемая перегородка, ее задача выделять один компонент и отсекать другие", - рассказала Екатерина Чернова, младший научный сотрудник факультета наук о материалах МГУ имени Ломоносова.
Для исправной работы топливного элемента необходимо пропускать водород и отсекать воду. С этой задачей существующие мембраны справляются плохо - набухают в парах воды и пропускают лишние элементы.
"По сути, у вас реакция - водород с кислородом дает воду. Идеальная мембрана не должна пропускать воду, а реальные - пропускают, и с водой надо бороться, чтобы не осушать электролит", - пояснил Андрей Елисеев, доцент факультета наук о материалах МГУ имени Ломоносова.
Команда ученых главного университета предложила решение этой технологической проблемы - делать мембраны из относительно нового и малоизученного углеродного наноматериала - оксида графена. Специалисты МГУ научились управлять его свойствами.
"Мы именно электрохимическим путём смогли тонко контролировать структуру, и таким образом управлять избирательностью мембраны. В этом достижение нашей работы. Внедрение таких мембран, элементов может хоть как-то помочь снижению загрязнения воздуха СО2, хоть как-то помочь природе и планете", - рассказала Екатерина Чернова.
Такие глобальные задачи решает разработка, практически невидимая для глаза - толщина пленки измененного оксида графена 200 нанометров, это две десятитысячные миллиметра. Визуально мембрана - это иссиня-черная область на небольшой алюминиевой пластинке, над созданием которой коллектив ученых работал несколько лет. И это только самое начало большого исследования, впереди - испытания в повышенных температурах и сбор топливного элемента, чтобы проверить инновационную мембрану в деле.