Свойства перфторированных сульфокатионитовых мембран с наночастицами кислого фосфата циркония и поливинилиденфторидом
Е.Е. Мещерякова, К.М. Ляпишев, И.В. Фалина, Н.А. Кононенко, С.А. Шкирская, С.В. Тимофеев
Коллоидный журнал. 2026. Т. 88. № 6. С. 818–832.
Аннотация
В работе исследованы структурные и транспортные характеристики перфторированных сульфокатионитовых мембран, содержащих одновременно два допанта: гидрофильный кислый фосфат циркония (КФЦ) и гидрофобный инертный фторполимер поливинилиденфторид (ПВДФ). Исследованы механические свойства, диффузионная проницаемость для раствора соляной кислоты, температурная зависимость удельной электропроводности при фиксированной относительной влажности, а также распределение пор по эффективным радиусам. Обнаружено отсутствие монотонности в изменении транспортных и структурных характеристик при изменении содержания допантов из-за их противоположного действия. На основании испытания мембран в составе единичного мембранно-электродного блока водородно-воздушного топливного элемента оценены его вольтамперные и мощностные характеристики и омическое сопротивление, а также проницаемость мембран по водороду. Показано, что независимо от присутствия ПВДФ, введение наночастиц КФЦ приводит к эффективному перераспределению воды в объеме мембраны при работе топливного элемента при высоких плотностях тока.