Ултратънка мембрана дава възможност за високоефективни горивни клетки

Инженери разработиха нова ултратънка мембрана, която може да направи водородните горивни клетки значително по-ефективни, особено при високи температури, при които настоящите системи се затрудняват да работят. Този пробив може да допринесе за разширяване на приложението на технологии за чиста енергия в транспорта, тежката промишленост и енергийните системи на бъдещето.

Горивните клетки преобразуват химичната енергия директно в електрическа, като при водородните горивни клетки основните странични продукти са просто вода и топлина. Това ги превръща във важна технология за редуциране на емисиите на парникови газове.

Много от съществуващите горивни клетки обаче разчитат на мембрани, които се нуждаят от вода за осъществяване на преноса на протони. Това е сериозно ограничение, тъй като тези мембрани губят ефективността си при много високи температури. За да преодолеят този проблем, изследователи от Университета Монаш в Мелбърн разработват нов тип мембрана, използвайки нанолистове с дебелина на атомно ниво, изработени от графен и борен нитрид. Тези материали се комбинират с фосфорна киселина, затворена в изключително малки пространства – процес, наречен наноограничаване.

Резултатът е мембрана, способна да пренася протони много бързо, без да се налага използването на вода. Нанолистовете създават преки пътища за преминаване на протоните през мембраната, докато фосфорната киселина позволява бързо “прескачане” на протоните, което значително подобрява проводимостта и стабилността.

Учените установяват, че мембраната работи отлично при температури до 250°C и осигурява много висока ефективност на водородните горивни клетки, като същевременно запазва стабилността си при тежки условия. Новата мембрана демонстрира добри резултати дори при използване на концентриран метанол като гориво, което показва, че тя би могла да бъде използвана за различни видове технологии за чиста енергия.