Мембранный электролиз воды – распространенный способ производства водорода, считающегося экологически чистым. В электролизерах используют полимерные мембраны, содержащие фосфорную кислоту в качестве электролита. Однако значительным ограничением для этих мембран является постепенное вымывание фосфорной кислоты во время эксплуатации электролизера, что приводит к снижению протонной проводимости и сокращению срока службы устройства.
Специалисты из НИУ «МЭИ» разработали методику, предусматривающую добавление пористых ароматических каркасов (ПАК) – перспективного класса наноматериалов, отличающегося высокой площадью поверхности, химической и термической устойчивостью – на стадии синтеза мембран. Включение ПАК в полимерную мембрану позволяет усилить удержание электролита благодаря формированию дополнительных водородных связей, что способствует повышению протонной проводимости на 50% и уменьшает вымывание фосфорной кислоты.
«Мембранный электролиз воды обеспечивает получение водорода высокой степени чистоты, не сопровождающийся выбросами углекислого газа. Новая разработка наших специалистов позволит уменьшить затраты на производство водорода электролизом и ускорит применение экологически безопасных электрохимических технологий в энергетическом секторе и смежных отраслях », — сообщил о процессе создания ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.
Разработка новой мембраны была осуществлена на кафедре химии и электрохимической энергетики НИУ «МЭИ» под руководством профессора Сергея Григорьева при поддержке Российского научного фонда (проект № 25-29-00545).
Справка
Для производства зеленого водорода применяется электролиз воды, при котором в качестве источника энергии используются возобновляемые ресурсы.
Для производства желтого водорода осуществляется электролиз воды, использующий энергию, получаемую на атомных электростанциях.