Адрес e-mail:

Результаты работ второго этапа ПНИ (Соглашение о предоставлении субсидии от «03» декабря 2019 г. № 075-15-2019-1706 (внутренний № 05.605.21.0188, идентификатор RFMEFI60519X0188))

В лаборатории функциональных органических и гибридных материалов МФТИ завершен второй этап работ по созданию полимерных протонообменных мембран для высокоэффективных водородных топливных элементов, для обеспечения возможности их промышленного внедрения в энергоустановки, работающих в условиях отрицательных температур (Соглашение о предоставлении субсидии от «03» декабря 2019 г. № 075-15-2019-1706 по теме «Разработка эффективных водородно-воздушных топливных элементов на основе протонпроводящих полимерных мембран, функционирующих в экстремальных климатических условиях» (внутренний № 05.605.21.0188, идентификатор RFMEFI60519X0188)).

На данном этапе работы основными задачами являлись:

1)         Изготовление ячейки для проведения in-situ рентгеновских и импедансных измерений при различных условиях влажности и в широком интервале температур, проведение рентгеновских и импедансных исследований на эталонном образце. Закупка комплектующих и материалов для изготовления ячейки.

2)         Отработка и оптимизация методов изготовления протонпроводящих мембран, а также исследование структурных параметров и транспортных характеристик мембран в широком интервале температур и при различной относительной влажности в разработанной ячейке.

3)         Изготовление экспериментальных образцов мембранно-электродных блоков с высокими мощностными характеристиками на основе новых иономеров и оптимизированных протонпроводящих мембран и исследование их электрохимических характеристик.

4)         Разработка алгоритмов работы и запуска изготовленных мембранно-электродных блоков при температурах окружающей среды ниже 0 °С.

5)         Подготовка заключительного научно- технического отчета по проекту, включающий теоретический анализ процессов эксплуатации водородных топливных элементов при температурах окружающей среды ниже 0 °С.

6)         Подготовка плана реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР и вовлечению их в хозяйственный оборот.

7)         Проведение мероприятия по апробации и популяризации промежуточных результатов ПНИЭР для уточнения требований к результатам ПНИЭР и комплексного проекта от потребителей продукции.

8)         Разработка ТЗ на ОКР по созданию опытных образцов батареи топливных элементов с учетом промышленных возможностей индустриального партнера.


Индустриальному партнеру в лице профильной компании ООО «ИнЭнерджи», ведущему в РФ производителю топливных элементов, были поставлены следующие задачи:

1)      Разработка Эскизной КД установки, использующей выбранный метод изготовления протонообменных мембран.

2)      Изготовление и тестирование установки изготовления протонообменных мембран. Закупка комплектующих и материалов для ее создания.

3)      Изготовление экспериментального образца батареи топливных элементов с разработанной протонообменной мембраной и проведение ее лабораторных испытаний.


Работы, запланированные на второй, заключительный этап проекта выполнены в полном объеме. Во-первых, была разработана, изготовлена и протестирована ячейка, позволяющая проводить исследования протонпроводящих мембран в широком интервале температур и относительной влажности. На основе проведенных исследований были изучены процессы структурообразования в образцах новых протонпроводящих мембран и подобраны оптимальные условия их постпроцессинга. Во-вторых, были разработаны две технологические методики, позволяющие изготавливать опытные образцы протонпроводящих мембран на основе разработанных иономеров. В-третьих, на основе полученных экспериментальных данных и проведенного обзора современной научно-технической, нормативной, методической литературы, были подобраны режимы изготовления каталитических чернил с использованием нового иономера и мембранно-электродных блоков на их основе. В-четвертых, совместно с Индустриальным партнером в лице компании ООО «ИнЭнерджи» были проведены испытания созданных мембран не только в единичных мембранно-электродных блоках, но и в батареях топливных элементов. Были проведены климатические испытания устройств, подтверждена их работоспособность при отрицательных температурах и разработаны рекомендации по дальнейшему внедрению полученных результатов. Все испытания были проведены в соответствии с разработанными в ходе проекта программами и методиками испытаний.

Кроме того, были проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96, показывающие новизну разрабатываемых в ходе проекта устройств, на основе чего была подана заявка на патент (2020133107 от 08.10.2020, «Устройство для исследования структурных и транспортных свойств мембран в условиях контролируемой температуры и влажности окружающей среды»).

На данном этапе работы по внедрению не планировались. Однако, по данным проведенных патентных исследований и с учетом совместных обсуждений практического применения полученных результатов проекта вероятность внедрения силами Индустриального партнера высока. Проведенные работы в точности соответствуют утвержденному плану работы по проекту; работа по Этапу 2 и по проекту в целом выполнена в полном объеме ТЗ и в соответствии с Планом-графиком. 


Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2021 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Противодействие коррупции | Сведения о доходах

Политика обработки персональных данных МФТИ

Техподдержка сайта | API

Использование новостных материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на https://mipt.ru

МФТИ в социальных сетях