Новые протонпроводящие мембраны для низкотемпературных топливных элементов

Учёные из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали новые протонообменные мембраны для низкотемпературных топливных элементов. Материалы получали методом радиационно-индуцированной прививочной сополимеризации стирола и пентафторстирола на плёнках сополимера этилена и тетрафторэтилена (ETFE) с последующим селективным сульфированием привитых полимеров. Предложенный подход позволяет целенаправленно регулировать свойства мембран. Изменяя соотношение стирола и пентафторстирола, а также способ функционализации, исследователи смогли контролировать гидрофильность поверхности, ионообменную емкость, водопоглощение, газопроницаемость и ионную проводимость мембраны. Разработанные мембраны показывают высокую пиковую мощность в топливных элементах (до 400 мВт/см2), что превышает показатели коммерческой мембраны Nafion® (355 мВт/см2). Лучшие образцы также демонстрируют высокую стабильность, поддерживая напряжение холостого хода выше 0,84 В в течение 300 часов при ускоренных стресс-тестах. За счет точного подбора состава и метода функционализации привитого сополимера, мембраны на основе ETFE могут обеспечить конкурентоспособную выходную мощность и долговременную стабильность, что делает их привлекательными кандидатами для замены коммерческих перфторированных материалов. Результаты работы, выполненной при поддержке РНФ (проект № 25-63-00033), опубликованы в журнале «Journal of Membrane Science».

P. Yurova, A. Bedarkova, I. Stenina, A. Yaroslavtsev, Advanced ETFE-based grafted membranes with styrene and fluorinated styrene for high-performance low-temperature fuel cells. Journal of Membrane Science. 758, 126024 (2026). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2026.126024