Перспективы развития водородной энергетики. Полимерные мембраны для топливных элементов и электролизеров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В связи с повышенным вниманием к водородной энергетике и принятием многими странами программы ее развития, актуальным становится вопрос о перспективах этого направления. Изначально в программе развития водородной энергетики, принятой в России, основной акцент делался на получение водорода из природного газа. Однако в связи с изменившейся международной обстановкой и провозглашенным курсом на использование “зеленого” водорода, получение которого не связано с выбросом оксидов углерода, становится очевидным, что следует уделять особое внимание разработке топливных элементов (ТЭ) и электролизеров. В данном обзоре сопоставлены основные достоинства и недостатки ТЭ различных типов. На сегодняшний день наиболее развитой является индустрия низкотемпературных ТЭ на протонпроводящих мембранах, которые в англоязычной литературе обычно называют ТЭ на протонообменных мембранах (proton exchange membrane fuel cell). В то же время перспективными являются и ТЭ на анионообменных мембранах с проводимостью по ОН- ионам. Их несомненным преимуществом является возможность использования существенно более дешевых неперфторированных мембран и бесплатиновых катализаторов. Значительное внимание в обзоре уделено и ТЭ, позволяющим работать при повышенных температурах.

Во второй части обзора подробно рассмотрены мембраны, используемые в данных устройствах в настоящее время, и перспективные материалы, которые могут заменить их в ближайшем будущем.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А. Стенина

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: yaroslav@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31

А. Б. Ярославцев

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: yaroslav@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31

Список литературы

  1. Cuevas F., Zhang J., Latroche M // Engineering 2021. V. 7. P. 715.
  2. Yue M., Lambert H., Pahon E., Roche R., Jemei S., Hissel D. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2021. V. 146. 111180.
  3. Maestre V.M., Ortiz A., Ortiz I. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2021. V. 152. 111628.
  4. Filippov S.P., Yaroslavtsev A.B. // Rus. Chem. Rev. 2021. V.90. P. 627.
  5. Abánades A. // Energies 2023. V. 16, 437.
  6. Abdin Z., Al Khafaf N., McGrath B., Catchpole K., Gray E. // Sustain. Energy Fuels 2023. V. 7. P.2042.
  7. Harris N.L., Gibbs D.A., Baccini A., Birdsey R.A., de Bruin S., Farina M., Fatoyinbo L., Hansen M.C., Herold M., Houghton R.A., Potapov P.V., Suarez D.R., Roman-Cuesta R.M., Saatchi S.S., Slay C.M., Turubanova S.A., Tyukavina A. // Nat. Clim. Chang. 2021. V. 11. P. 234.
  8. Abbass K., Qasim M.Z., Song H., Murshed M., Mahmood H., Younis I. // Environ Sci Pollut. Res. 2022. V. 29. P. 42539.
  9. Scheuing H., Kamm J. // Renew. Energy Law Policy Rev. 2022. V. 10. P. 4.
  10. Williamson P. // Nature 2016. V. 530. P. 153.
  11. Rissman J., Bataille C., Masanet E., Aden N., Morrow W.R., Zhou N., Elliott N., Dell R., Heeren N., Huckestein B., Cresko J., Miller S.A., Roy J., Fennell P., Cremmins B., Blank T.K., Hone D., Williams E.D., de la Rue du Can S., Sisson B., Williams M., Katzenberger J., Burtraw D., Sethi G., Ping H., Danielson D., Lu T. Lorber H., Dinkel J., Helseth J. // Applied Energy. 2020. V. 266. 114848.
  12. Wilberforce T., Olabi A.G., Sayed E.T., Elsaid K., Abdelkareem M.A. // Sci. Total Environment. 2021. V. 761. 143203.
  13. Alent’ev A.Yu., Volkov A.V., Vorotyntsev I.V., Maksimov A.L., Yaroslavtsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2021. V. 3. P. 255.
  14. Beccarello M., Di Foggia G. // Energies 2023. V. 16. P. 1345.
  15. Johnson M.P., Rötzel T.S., Frank B. // Manag. Rev. Quarterly 2023. V. 73, P. 921.
  16. Pearre N., Swan L. // Energy 2020. V. 203. 117917.
  17. de Vasconcelos B.R., Lavoie J.-M. // Frontiers Chem. 2019. V. 7. 392.
  18. Parfenov V.E., Nikitchenko N.V., Pimenov A.A., Kuz’min A.E., Kulikova M.V., Chupichev O.B., Maksimov A.L. // Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. P. 625.
  19. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 09.06.2020 № 1523-р об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года https://sudact.ru/law/rasporiazhenie-pravitelstva-rf-ot-09062020-n-1523-r/energeticheskaia-strategiia-rossiiskoi-federatsii-na/iv/1_2/vodorodnaia-energetika/.
  20. Chen L., Qi Z., Zhang S., Su J., Somorjai G.A. // Catalysts. 2020. V. 10. 858.
  21. Jokar S., Farokhnia M.A., Tavakolian M., Pejman M., Parvasi P., Javanmardi J., Zare F., Gonçalves M.C., Basile A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. P. 6451.
  22. Stenina I., Yaroslavtsev A. // Processes. 2023. V. 11. 56.
  23. Tu H. // Engineering. 2021. V. 7. P. 703.
  24. Grigoriev S.A., Bessarabov D.G., Fateev V.N. // Russ. J. Electrochem. 2017. V. 53. P. 318.
  25. Pandey B., Prajapati Y.K., Sheth P.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 25384.
  26. El-Shafie M., Kambara S., Hayakawa Y. // J. Power Energy Eng. 2019. V. 7. P. 107.
  27. Shu R., Zhou L., Zhu Z., Luo B., You H., Zhong Z., He Y. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. P. 41564.
  28. Kumar S.S., Himabindu V. // Mater. Sci. Energy Technol. 2019. V. 2. P. 442.
  29. Automotives statistics of China Association of Automobile Manufacturers. Beijing: China Association of Automobile Manufacturers. 2020. http://www.auto-stats.org.cn/. Chinese.
  30. Zhang X. // Engineering. 2021. V. 7. P. 719.
  31. Tan X., Chen W., Pan F. // Engineering. 2021. V. 7. P. 728.
  32. Cheng W., Sun L., He X., Tian L. // Dalton Trans. 2022. V. 51. P. 7763.
  33. Shiva Kumar S., Himabindu V. // Mater. Sci. Energy Technol. 2019. V.2. P. 442.
  34. Suen N.-T., Hung S.-F., Quan Q., Zhang N., Xu Y.-J., Chen H.M. // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. P. 337.
  35. Liu L., Wang Y., Zhao Y., Wang Y., Zhang Z., Wu T., Qin W., Liu S., Jia B., Wu H., et al. // Adv. Funct. Mater. 2022. V. 32. P. 2112207.
  36. Clean Hydrogen in European Cities. Grant agreement No: 256848. Final Report. 2017. 237 p.
  37. Mekhilef S., Saidur R., Safari A. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2012. V. 16. P. 981.
  38. Moura A.S., Fajín J.L.C., Mandado M., Cordeiro M.N.D.S. // Catalysts. 2017. V. 7, 47.
  39. Zuo Y., Sheng W., Tao W., Li Z. // J. Mater. Sci. Technol. 2022. V. 114. P. 29.
  40. Varcoe J.R., Slade R.C.T. // Fuel cells. 2005. V. 5. 187.
  41. Miller H.A., Vizza F., Marelli M., Zadick A., Zadick A., Dubau L., Chatenet M., Geiger S., Cherevko S., Doan H., Pavlicek R.K., Mukerjee S., Dekel D.R. // Nano Energy. 2017. V. 33. 293.
  42. Zhang J., Zhu W., Huang T., Zheng C., Pei Y., Shen G., Nie Z., Xiao D., Yin Y., Guiver M.D. // Adv. Sci. 2021. V. 8. 2100284.
  43. Teppor P., Jager R., Paalo M., Adamson A., Harmas M., Volobujeva O., Aruvali J., Palm R., Lust E. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. P. 16908.
  44. Omasta T.J., Park A.M., LaManna J.M., Zhang Y., Peng X., Wang L., Jacobson D.L., Varcoe J.R., Hussey D.S., Pivovar B.S., Mustain W.E. // Energy Environ. Sci. 2018. V. 11. 551.
  45. Wang L., Bellini M., Miller H.A., Varcoe J.R. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6, 15404.
  46. Peng X., Omasta T.J., Magliocca E., Wang L., Varcoe J.R., Mustain W.E. // Angew. Chem. 2019. V. 131. 1058.
  47. Huang G., Mandal M., Peng X., Yang-Neyerlin A.C., Pivovar B.S., Mustain W.E., Kohl P.A. // J. Electrochem. Soc. 2019. V. 166. F637.
  48. Douglin J.C., Varcoe J.R., Dekel D.R. // J. Power Sources Adv. 2020. V. 5. 100023.
  49. Douglin J.C., Singh R.K., Haj-Bsoul S., Li S., Biemolt J., Yan N., Varcoe J.R., Rothenberg G., Dekel D.R. // Chem. Eng. J. Adv. 2021. V. 8.100153.
  50. Bellini M., Pagliaro M.V., Lenarda A., Fornasiero P., Marelli M., Evangelisti C., Innocenti M., Jia Q., Mukerjee S., Jankovic J., Wang L., Varcoe J.R., Krishnamurthy C.B., Grinberg I., Davydova E., Dekel D.R., Miller H.A., Vizza F. // ACS Appl. Energy Mater. 2019. V. 2. P. 4999.
  51. Zheng Y., Omasta T.J., Peng X., Wang L., Varcoe J.R., Pivovar B.S., Mustain W.E. // Energy Environmental Sci. 2019. V. 12. P. 2806.
  52. Zheng Y., Huang G., Wang L., Varcoe J.R., Kohl P.A., Mustain W.E. // J. Power Sources. 2020. V. 467. P. 228350.
  53. Zheng Y., Mustain W. // ECS Meet. Abstr. 2021. V. MA2021-02. 1132.
  54. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. P. 1185.
  55. Vijayakumar V., Kim K., Nam S.Y. // Appl. Chem. Eng. 2019, 30, 643.
  56. Kalathil A., A. Raghavan, Kandasubramanian B. // Polymer-Plastics Technol. Mater. 2019. V. 58. P. 465.
  57. Haque M.A., Sulong, Loh K.S., Majlan E.H., Rosli R.E. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 9156.
  58. Makarova I.P. // Phys. Solid State. 2015. V. 57. P. 442.
  59. Lavrova G.V., Ponomareva V.G., Ponomarenko I.V., Kirik S.D., Uvarov N.F. // Russ. J. Electrochem. 2014. V. 50: P. 603.
  60. Bagryantseva I.N., Ponomareva V.G., Khusnutdinov V.R. // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. P. 14196.
  61. Hosokawa M., Nogi K., Naito M., Yokoyama T. // Nanoparticle Technology Handbook. Elsevier. Oxford. Amsterdam. 2007. 622 p.
  62. Агаркова Е.А., Агарков Д.А., Бурмистров И.Н., Задорожная О.Ю., Яловенко Д.В., Непочатов Ю.К., Бредихин С.И. // Электрохимия. 2020. Т. 56. С. 141.
  63. Li W., Guan B., Yang T., Zhang N., Zhang X., Liu X. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 19. 23218.
  64. Kim H.J., Kim M., Neoh K.C., Han G.D., Bae K., Shin J.M., Kim G.-T., Shim J.H. // J. Power Sources. 2016. V. 327. P. 401.
  65. Abdalla A.M., Hossain S., Azad A.T., Petra P.M.I., Begum F., Eriksson S.G., Azad A.K. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. V. 82. P. 353.
  66. Duan C., Tong J., Shang M., Nikodemski S., Sanders M., Ricote S., Almansoori A., O’Hayre R. // Science. 2015. V. 349. P. 1321.
  67. H. Ding, Wu W., Jiang C., Ding Y., Bian W., Hu B., Singh P., Orme C.J., Wang L., Zhang Y., Din D. // Nat. Commun. 2020. V. 11. P. 1907.
  68. Mather G.C., Muñoz-Gil D., Zamudio-García J., Porras-Vázquez J.M., Marrero-López D., Pérez-Coll D. // Appl. Sci. 2021. V. 11. 5363.
  69. Khan K., Babar Z.u.D., Qayyum S., Hanif M.B., Rauf S., Sultan A., Mosiałek M., Motola M., Lin B. // Ceramics Int. 2023. V. 49. P. 16826.
  70. Rashid M.M., Al Mesfer M.K., Naseem H., Danis M. // Int. J. Eng. Adv. Technol. 2015. V. 4. 80
  71. Park J.-S. // Hydrogen-Based Energy Conversion. Hydrogen-Based Energy Conversion. MDPI – Multidisciplinary Digital Publishing Institute. 2021. 128 P.
  72. Hu C., Zhang L., Gong J. // Energy Environ. Sci. 2019. V. 12. P. 2620.
  73. Grigoriev S.A., Porembsky V.I., Fateev V.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2006. V. 31. P. 171.
  74. Du N., Roy C., Peach R., Turnbull M., Thiele S., Bock C. // Chem. Rev. 2022. V. 122. P. 11830.
  75. Lee B., Heo J., Kim S., Sung C., Moon C., Moon S., Lima H. // Energy Convers. Manage. 2018. V. 162. P. 139.
  76. Kayfeci M., Kecebas A., Bayat M. // Hydrogen production. In Solar Hydrogen Production: Processes, Systems and Technologies, 1st ed.; Calise, F., D’Accadia, M.D., Santarelli, M., Lanzini, A., Ferrero, D., Eds.; Academic Press: London, UK. 2019. P. 45–83.
  77. Kadier A., Sahaid Kalil M., Abdeshahian P., Chandrasekha K., Mohamed A., Farhana Azman N., Logroño W., Simayi Y., Abdul Hamid A. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2016. V. 61. P. 501.
  78. Kadier A., Simayi Y., Abdeshahian P., Azman N.F., Chandrasekhar K., SahaidKalil M. // Alex. Engin. J. 2016. V. 55. P. 427.
  79. Abanades S. // Chem. Eng. 2019. V. 3. P. 63.
  80. Xu H., Ni M. High-temperature electrolysis and co-electrolysis. Power to Fuel. How to Speed Up a Hydrogen Economy. 2021. P. 51.
  81. Fallah Vostakola M., Ozcan H., El-Emam R.S., Amini Horri B. // Energies 2023. V. 16. P. 3327
  82. Laguna-Bercero M.A. // J. Power Source. 2012. V. 203. P. 4.
  83. Nechache A., Hody S. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2021. V. 149. P. 111322.
  84. Song Y., Zhang X., Xie K., Wang G., Bao X. // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1902033.
  85. Mondal S., Griffiths I.M., Ramon G.Z. // J. Membr. Sci. 2019. V. 588. P.117166.
  86. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Membranes. 2021. V. 11. 198.
  87. Nikonenko V.V., Yaroslavtsev A.B., Pourcelly G. // Ion transfer in and through charged membranes. Structure, properties, theory. Chapter 9 in Ionic Interactions in Natural and Synthetic Macromolecules, edited by A. Ciferri and A. Perico, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, Canada. 2012. P. 267.
  88. Fernandez Bordín S.P., Andrada H.E., Carreras A.C., Castellano G.E., Oliveira R.G., Galván Josa V.M. // Polymer. 2018. V. 155 P. 58.
  89. Tian H., Wang Y., Pei Y., Crittenden J.C. // Appl. Energy. 2020. V. 262. P. 114482.
  90. Rebrov A.V., Ozerin A.N., Svergun D.I., Bobrova L.P., Bakeyev N.F. // Polymer Science U.S.S.R. 1990. V. 32. P. 1515.
  91. Kreuer K.D. // J. Memb. Sci. 2001. V. 185, P. 29.
  92. Волков В.И., Слесаренко Н.А., Черняк А.В., Забродин В.А., Голубенко Д.В., Тверской В.А., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 3. С. 214.
  93. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A., Golubenko D.V. // Pure Appl. Chem. 2020. V. 92. P. 1147.
  94. Pourcelly G., Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D., Yaroslavtsev A.B. Applications of charged membranes in separation, fuel cells and emerging processes. in Ionic Interactions in Natural and Synthetic Macromolecules 2012. P. 761–815.
  95. Chakraborty U. // Appl. Energy. 2016. V. 163, P. 60.
  96. Geise M., Hickner M.A., Logan B.E. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013. V. 5 P. 10294.
  97. Golubenko D.V., Pourcelly G., Yaroslavtsev A.B. // Sep. Purif. Technol. 2018. V. 207. P. 329.
  98. Kononenko N., Nikonenko V., Grande D., Larchet C., Dammak L., Fomenko M., Volfkovich Yu. // Adv. Colloid Interface Sci. 2017. V. 246. P. 196.
  99. Ečer J., Kinčl J., Čurda L. // Desalination Water Treatment. 2015. V. 56. P.3273.
  100. Sengupta S., Lyulin A.V. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. P. 6882.
  101. Cognard G., Ozouf G., Beauger C., Dubau L., López-Haro M., Chatenet M., Maillard F. // Electrochim. Acta 2017. V. 245. P. 993.
  102. Yampolskii Yu.P., Belov N.A., Alent’ev A.Y. // Russ. Chem. Rev. 2019. V. 88. P. 387.
  103. Luo X., Holdcroft S. // J. Memb. Sci. 2016. V. 520. 155.
  104. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 987.
  105. Safronova E.Y., Osipov A.K., Yaroslavtsev A.B. // Pet. Chem. 2018. V. 58. P. 130.
  106. Prikhno I.A., Safronova E.Y., Stenina I.A., Yurova P.A., Yaroslavtsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2020. V. 2. P. 265.
  107. Volkov A.O., Golubenko D.V., Yaroslavtsev A.B. // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 254. 117562.
  108. Zakil F.A., Kamarudin S.K., Basri S. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2016. V. 65. P. 841.
  109. Wong C.Y., Wong W.Y., Ramya K., Khalid M., Loh K.S., Daud W.R.W., Lim K.L., Walvekar R., Kadhum A.A.H. // Int. J. Hydrogen Energy 2019. V. 44. P. 6116.
  110. Safronova E.Y., Yaroslavtsev A.B. // Pet. Chem. 2016. V. 56. P. 281.
  111. Gebreeyessus G.D. // Appl. Water Sci. 2019. V. 9. P. 135.
  112. Karthikeyan P., Meenakshi S. // J. Environ. Chem. Eng. 2020. V. 8. 103717.
  113. Balwani A., Davis E.M. // ACS Appl. Polym. Mater. 2020 V. 2. P. 40.
  114. Safronova E.Y., Lysova A.A., Voropaeva D.Y., Yaroslavtsev A.B. // Membranes 2023. V. 13. P. 721.
  115. Safronova E.Y., Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Pet. Chem. 2017. V. 57. P. 299.
  116. Adamski M., Peressin N., Holdcroft S., Pollet B.G. // Ultrason. Sonochem. 2020. V. 60. 104758.
  117. Safronova E.Yu., Pourcelly G., Yaroslavtsev A.B. // Polymer Degradation Stability. 2020. V.178. 109229.
  118. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A., Voropaeva E.Yu., Ilyina A.A. // Polym. Adv. Technol. 2009. V. 20. P. 566.
  119. Safronova E.Yu., Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55. P.13.
  120. Ketpang K., Oh K., Lim S.-C. Shanmugam S. // J. Power Sources 2016. V. 329. P. 441.
  121. Ercelik M., Ozden A., Devrim Y., Colpan C.O. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 2658.
  122. Xu G., Wei Z., Li S., Li J., Yang Z., Grigoriev S.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. 29711.
  123. Martínez-Morlanes M.J., Martos A.M., Várez A., Levenfeld B. // J. Memb. Sci. 2015. V. 492. P. 371.
  124. Li J., Xu G., Luo X., Xiong J., Liu Z., Cai W. // Applied Energy. 2018. V. 213. P. 408.
  125. Gerasimova E., Safronova E., Ukshe A., Dobrovolskii Yu., Yaroslavtsev A. // Chem. Eng. J. 2016. V. 305. P.121.
  126. Golubenko D.V., Shaydullin R.R., Yaroslavtsev A.B. // Colloid Polymer Science. 2019. V. 297. P. 741.
  127. da Silva Marques J.L., Zanatta A.P.S., Hattenberger M., de Camargo Forte M.M. // Polímeros. 2018. V. 28. P. 293.
  128. Ghosh S., Das S., Mosquera M.E.G. // Polymers. 2020. V. 12. 2993.
  129. Stenina I.A., Yurova P.A., Titova T.S., Polovkova M.A., Korchagin O.V., Bogdanovskaya V.A., Yaroslavtsev A.B. // J. Appl. Polymer Sci. 2021. V. 138. 50644.
  130. Xu F., Su Y., Lin B. // Front. Mater. 2020. V. 7. 4.
  131. Wang L., Brink J.J., Liu Y., Herring A.M., Ponce-González J., Whelligan D.K., Varcoe J.R. // Energy Environ. Sci. 2017. V. 10. P. 2154.
  132. Hou J., Liu Y., Ge Q., Yang Z., Wu L., Xu T. // J. Power Sources 2018. V. 375. P. 404.
  133. Wang Y., Zhang D., Liang X., Shehzad M.A., Xiao X., Zhu Y., Ge X., Zhang J., Ge Z., Wu L., Xu T. // J. Memb. Sci. 2020. V. 595. 117483.
  134. Meek K.M., Reed C.M., Pivovar B., Kreuer K.D., Varcoe J.R., Bance-Soualhi R. // RSC Adv. 2020. V. 10. P. 36467.
  135. Mandal M. // ChemElectroChem 2021. V. 8. P.36.
  136. Aggarwal K., Gjineci N., Kaushansky A., Bsoul S., Douglin J.C., Li S., Salam I., Aharonovich S., Varcoe J.R., Dekel D.R., Diesendruck C.E. // ACS Mater. 2022. V. 2. P. 367.
  137. Shiva Kumar S., Ramakrishna S.U.B., Srinivasulu Reddy D., Bhagawan D., Himabindu V. // Int. J. Chem. Eng. Process Technol. 2017. V. 3. P. 1035.
  138. Wu T., Liu Y., Zhu G., Li Z., Yi Z., Liu L., Gao C. // Polymer. 2019. V. 185. 121949.
  139. Wu I., Park R.J., Ghosh R., Kuo M.-C., Seifert S., Coughlin E.B., Herring A.M. // J. Memb. Sci. 2022. V. 647. 120295.
  140. Yang S.C., Choi Y.-W., Choi J., Jeong N., Kim H., Jeong H., Byeon S.Y., Yoon H., Kim Y.H. // J. Memb. Sci. 2019. V. 584. P. 181.
  141. Yang S.C., Choi Y.-W., Choi J., Jeong N., Kim H., Nam J.-Y., Jeong H. // ACS Sustain Chem. Eng. 2019. V. 7. P. 12200.
  142. Yang S.C., Choi Y.-W., Choi J., Jeong N., Kim H., Jeong H., Byeon S.Y., Yoon H., Kim Y.H. // Electrochim. Acta. 2016. V. 222. P. 212.
  143. Mong A. Le, Yang S., Kim D. // J. Memb. Sci. 2017. V. 543. P. 133.
  144. Kim D.H., Kang M.S. // Macromol Res. 2020. V. 28. P. 1268.
  145. Xiao X., Shahzad M.A., Aqsa Y., Zhang Z., Liang X., Ge L., Zhang J., Wu L., Xu T. // J. Membr. Sci. 2020. V. 597. 117776.
  146. Golubenko D.V., Yurova P.A., Desyatov A.V., Stenina I.A., Kosarev S.A., Yaroslavtsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2022. V. 4. P. 398.
  147. Lin H.L., Yu T.L., Huang L.-N., Chen L.-C., Shen K.-S., Jung G.-B. // J. Power Sources. 2005. V. 150, P. 11.
  148. Gloukhovski R., Freger V., Tsur Y. // Rev. Chem. Engineering. 2018. V. 34. P. 455.
  149. Savadogo O. // J. Power Sources 2004. V. 127. P. 135.
  150. Nasef M. // Prog. Polym. Sci. 2004. V. 29. P. 499.
  151. Clochard M.C., Bègue J., Lafon A., Caldemaison D., Bittencourt C., Pireaux J.-J., Betz N. // Polymer. 2004. V. 45. P. 8683.
  152. Lim K.L., Wong C.Y., Wong W.Y., Loh K.S., Selambakkannu S., Othman N.A.F., Yang H. // Membranes. 2021. V. 11. 397.
  153. Safronova E.Y., Golubenko D.V., Shevlyakova N.V., D’yakova M.G., Tverskoi V.A., Dammak L., Grande D., Yaroslavtsev A.B. //J. Memb. Sci. 2016. V. 515. P. 196.
  154. Sadeghi S., Işıkel Şanlı L., Güler E., Gürsel S.A. // Solid State Ionics. 2018. V. 314. P. 66.
  155. Hasegawa S., Sawada S., Azami S., Hagiwara T., Hiroki A., Maekawa Y. // Quantum Beam Sci. 2020. V. 4. 23.
  156. Sproll V., Schmidt T.J., Gubler L. // Polym Int. 2016. V. 65. P. 174.
  157. Dong L., Liu X.D., Xiong Z.R., Sheng D.-K., Zhou Y., Yang Y.-M. // Chin. J. Polymer Sci. 2019. V. 37. P. 493.
  158. Golubenko D.V., Van der Bruggen B., Yaroslav_tsev A.B. // J. Appl. Polymer Sci. 2020. V. 137. 48656.
  159. Golubenko D.V., Gerasimova E.V., Yaroslavtsev A.B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P.16999.
  160. Mader J., Xiao L., Schmidt T.J., Benicewicz B.C. // Polybenzimidazole/Acid Complexes as High-Temperature Membranes. In: Scherer, G.G. (eds) Fuel Cells II. Advances in Polymer Science. 2008. V. 216. Springer, Berlin, Heidelberg.
  161. Chen H., Wang S., Liu F., Wang D., Li J., Mao T., Liu G., Wang X., Xu J., Wang Z. // J. Membr. Sci. 2020. V. 596. 11772.
  162. Ponomarev I.I., Razorenov D.Y., Ponomarev I.I., Volkova Yu.A., Skupov K.M., Lysova A.A., Yaroslavtsev A.B., Modestov A.D., Buzin M.I., Klemenkova Z.S. // Eur. Polymer J. 2021. V. 156. 110613.
  163. Kwon S.H., Kang H., Sohn Y.J., Lee J., Shim S., Lee S.G. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 1.
  164. Haider R., Wen Y., Ma Z.-F., Wilkinson D.P., Zhang L., Yuan X., Song S., Zhang J. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 1138.
  165. Ponomarev I.I., Volkova Y.A., Ponomarev I.I., Razorenov D.Y., Skupov K.M., Nikiforov R.Y., Chirkov S.V., Ryzhikh V.E., Belov N.A., Alentiev A.Y. // Polymer 2022. V. 238. 124396.
  166. Maiti T.K., Singh J., Majhi J., Ahuja A., Maiti S., Dixit P., Bhushan S., Bandyopadhyay A., Chattopadhyay S. // Polymer 2022. V. 255. 125151.
  167. Krishnan N.N., Joseph D., Duong N.M.H., Konovalova A., Jang J.H., Kim H.-J., Nam S.W., Henkensmeier D. // J. Membr. Sci. 2017. V. 544. V. 416.
  168. Harilal, Nayak R., Ghosh P.C., Jana T. // ACS Appl. Polymer Mater. 2020. V. 2. P. 3161.
  169. Krishnan N.N., Lee S., Ghorpade R.V., Konovalova A., Jang J.H., Kim H.J., Han J., Henkensmeier D., Han H. // J. Membr. Sci. 2018. V. 560. P. 11.
  170. Lysova A.A., Ponomarev I.I., Yaroslavtsev A.B. // Solid State Ionics. 2011. V. 188. P. 132.
  171. Özdemir Y., Üregen N., Devrim Y. // J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 2648.
  172. Cheng Y., Zhang J., Lu S., Kuang H., Bradley J., De Marco R., Aili D., Li Q., Cui C.Q., Jiang S.P. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 22487.
  173. Sun X., Simonsen S.C., Norby T., Chatzitakis A. // Membranes. 2019. V.9. 83.
  174. Kumar S., Sana B., Mathew D., Unnikrishnan G., Jana T., Kumar K.S.S. // Polymer. 2018. V. 145. P. 434.
  175. Lysova A.A., Stenina I.A., Volkov A.O., Ponomarev I.I., Yaroslavtsev A.B. // Solid State Ionics. 2019. V. 329, P. 25.
  176. Rosli R.E., Sulong A.B., Daud W.R.W., Zulkifley M.A., Husaini T., Rosli M.I., Majlan E.H., Haque M.A. // Int. J. Hydr. Energy. 2017. V. 42. P. 9293.
  177. Sana B., Jana T. // Eur.Polymer J. 2016. V. 84. P. 421.
  178. Lysova A.A., Ponomarev Iv.I., Volkova Yu.A., Ponomarev I.I., Yaroslavtsev A.B. // Pet. Chem. 2018. V. 58. P. 958.
  179. Golkhatmi S.Z., Asghar M.I., Lund P.D. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2022. V. 161. 112339.
  180. Xu Q., Guo Z., Xia L., He Q., Li Z., Bello I.T., Zheng K., Ni M. // Energy Conversion Manag. 2022. V. 253. 115175.
  181. Agarkov D.A., Burmistrov I.N., Eliseeva G.M., Tartakovskii I.I., Bredikhin S.I., Ionov I.V., Rabotkin S.V., Semenov V.A., Solovyev A.A. // Solid State Ionics. 2020. V. 344. P. 115091.
  182. Mathur L., Namgung Y., Kim H., Song S.-J. // J. Kor. Ceram. Soc. 2023. V. 60. P. 614.
  183. Hussain S., Yangping L. // Energy Transitions. 2020. V. 4. P. 113.
  184. Loureiro F.J.A., Nasani N., Reddy G.S., Munirathnam N.R., Fagg D.P. // J. Power Sources. 2019. V. 438. 226991.
  185. Vera C.Y.R., Ding H., Peterson D., Gibbons W.T., Zhou M., Ding D. // J. Phys. Energy. 2021. V. 3 032019.
  186. Hossain M.K., Yamamoto T., Hashizume K. // Ceramics Intern. 2021. V. 47. P. 27177.
  187. Tarutin A.P., Gorshkov M.Y., Bainov I.N., Vdovin G.K., Vylkov A.I., Lyagaeva J.G., Medvedev D.A. // Ceramics Int. 2020. V. 46. P. 24355.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема водород-кислородного ТЭ на основе протонпроводящих мембран. Протонпроводящая мембрана (1), катализатор (2), газодиффузионный слой (3), биполярные пластины (4).

Скачать (77KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема строения пор и каналов в ионообменных мембранах. Подвижные катионы (противоионы) (1), фиксированные ионы (2), электронейтральный раствор (3), полимерная матрица (4).

Скачать (165KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024