Это открытие может найти свое применение в создании коммерчески выгодных источников экологически чистой энергии, пишет РИА "Новости".
"Мы обнаружили, что сочетая два различных типа полимеров, обладающих и не обладающих протонной проводимостью в самоорганизующейся наноструктуре полимера, мы можем на три порядка увеличить проводимость такого материала, по сравнению с обычным объемным материалом без нанотруктуры", - сказал Санкаран Таюманаван (Sankaran Thayumanavan), один из ведущих авторов исследования, слова которого приводит пресс-служба Массачусетского университета в Амхерсте, США.
Несмотря на то, что технологии топливных элементов развиваются уже довольно давно, их повсеместное использование сдерживается высокой стоимостью при невысокой мощности и довольно быстрой деградации материалов. Кроме того, для своей работы подобные источники энергии требуют повышенных температур и высокой влажности, что неудобно для использования в быту.
Высокие температуры и влажность необходимы для повышения проводимости так называемых протонных мембран - одного из ключевых компонентов топливных элементов. Сам топливный элемент представляет собой два электрода, на одном из которых, в результате каталитического химического превращения, молекула водорода H2 разделяется (диссоциирует) с образованием двух химических частиц протонов Н+ и электронов. Электроны направляются во внешнюю электрическую цепь для питания какого-либо электроприбора, тогда как протоны по протонной мембране, не проводящей электричества, переносятся ко второму электроду. Здесь протоны и электроны воссоединяются вновь и реагируют с молекулами кислорода, образуя экологически чистый продукт - воду.
Таюманавану удалось создать полимерные материалы, придание которым трехмерной наноструктуры позволяет увеличить протонную проводимость исходных компонентов на три порядка: в тысячу раз.
Идея подобных материалов была почерпнута учеными из биологических белковых систем, осуществляющих перенос протонов в организме животных, растений и людей. Здесь проводящие белковые каналы обладают огромной скоростью переноса протонов и представляют собой сегрегации проводящих белков в матрице из биологических тканей, не обладающих протонной проводимостью.
"Мы предположили, что, как и подобные белки, определенные комбинации и формы различных полимеров, образующих в готовом материале проводящие и непроводящие области, могут обладать протонной проводимостью более высокой, чем однородные материалы", - прокомментировал Таюманаван.
Свою гипотезу ученые подтвердили в экспериментальной работе, создав серию разных по свойствам органических молекул, формирующих в результате химического взаимодействия так называемый "блоксополимер" - полимерный материал, состоящий из чередующихся цепочек молекул различных типов.
"Судя по всему, нанометровые масштабы упаковки полимерных доменов, не взаимодействующих друг с другом, позволяет добиться увеличения проводимости конечного материала в 1 тысячу раз", - подытожил ученый.
Авторы исследования намерены применить свой принцип к серии других типов протон-проводящих материалов с целью добиться максимальной протонной проводимости при комнатной температуре и не зависящей от влажности воздуха.
-
23-24 маяПрактический семинар
-
19-21 июняВсероссийский практикум
-
13-15 ноябряВсероссийская конференция
<< | Апрель, 2010 | >> | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Пн | Вт | С | Ч | П | С | В |
1 | 2 | 3 | 4 | |||
5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
- Полвека морской нефтегазовой разведки на российских шельфах: достижения, проблемы и пути их решения
- Оценка перспектив Архангельской области на открытие новых месторождений алмазов
- Кризис НДПИ: акциз или рентный налог, отменить или реформировать?
- Экономика рационального недропользования
- Прогноз добычи газа в Республике Саха (Якутия) с учетом структуры сырьевой базы, транспортной обеспеченности, потребностей внутреннего и внешнего рынков
- Особенности правового регулирования предоставления и использования водных объектов для целей геологического изучения, разведки и добычи полезных ископаемых
- Изменения в правовом регулировании отношений по региональному геологическому изучению недр
- Формирование новой нефтетрейдинговой парадигмы России
- Сотрудничество России со странами-экспортерами энергоносителей в ЕАЭС
- Николай Валуев: повышение привлекательности "зелёных" подходов для экономики станет ключом к реализации Послания президента