Технологии

Водородные топливные элементы осуществляют превращение химической энергии топлива в электричество, минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения и превращения тепловой энергии в механическую. Это электрохимическое устройство в результате высокоэффективного «холодного» горения топлива непосредственно вырабатывает электроэнергию. Водород-воздушный топливный элемент с протон-обменной мембраной (PEMFC) является одной из наиболее перспективных технологий топливных элементов.

Протон-проводящая полимерная мембрана разделяет два электрода —анод и катод. Каждый электрод представляет собой угольную пластину (матрицу) с нанесённым катализатором. На катализаторе анода молекулярный водород диссоциирует и отдает электроны. Катионы водорода проводятся через мембрану к катоду, но электроны отдаются во внешнюю цепь, так как мембрана не пропускает электроны.

На катализаторе катода молекула кислорода соединяется с электроном (который подводится из электрической цепи) и пришедшим протоном и образует воду, которая является единственным продуктом реакции (в виде пара и/или жидкости).

Особенности систем «Эй Ти Энерджи» (частично в разработке)
  1. Вместо традиционно используемого в PEMFC катализатора на основе Pt/C планируется использовать катализатор с носителем на основе оксида металла Pt/SnO2/C с добавлением углерода и повышающих проводимость добавок SnO В компании разработана специальная техника внедрения и равномерного распространения частиц сурьмы в объеме оксидного носителя, что позволило увеличить срок стабильной работы катализатора. Использование данного катализатора на аноде обеспечивает высокую толерантность ТЭ к примесям CO. В ходе лабораторных тестов катализатор стабильно работал без потери свойств на высоких концентрациях CO, при этом продемонстрировал возможности саморегенерации.
  2. Технология модификации протонообменных мембран из сульфированного фторполимера (Nafion, МФ-4СК), позволяет исключить замерзание воды в них, добиться свойства самоувлажнения, и обеспечивает протонную проводимость, достаточную для запуска ТЭ при малой влажности и при отрицательных температурах (до -40°С). Команда разработала несколько методик модификации мембраны, лучшая из которых сочетает модификацию мембраны наночастицами платины и фосфор-вольфрамовой кислоты.
AT Energy ведет непрерывный процесс разработки новых технических решений для топливных элементов по следующим направлениям:
  • Катализаторы с низким содержанием платины
  • Катализаторы с высокой толерантностью к примесям в водороде
  • Влагонезависимые протонно-обменные мембраны
  • Источники водорода нового поколения