Титова Юлия Юрьевна - доктор химических наук, заведующая лабораторией функциональных наноматериалов.
664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1
Yulia Yu. Titova - Dr. Sci. (Chemistry), Head of the Laboratory of Functional Nanomaterials.
1, Favorsky St., Irkutsk, 664033
Чеснокова Александра Николаевна - кандидат химических наук, доцент.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Alexandra N. Chesnokova - Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor.
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074
Суханов Александр Сергеевич – аспирант.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Alexander S. Sukhanov - Postgraduate Student.
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074
Иванов Николай Аркадьевич - кандидат физико-математических наук, доцент.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nikolai A. Ivanov - Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor.
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074
В настоящее время одной из актуальных задач является разработка новых мембранных материалов для альтернативных, экологически чистых источников энергии – водородных топливных элементов. В данной статье представлены результаты разработки подходов к созданию протонпроводящих мембран из промышленной полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) диэлектрической трековой пленки. В качестве модифицирующего агента использовалась N,P-содержащая ионная жидкость, полимеризация которой осуществлялась непосредственно в трековых отверстиях мембраны ПЭТФ. Основой для синтеза ионной жидкости послужил новый подход к направленному синтезу фосфорорганических соединений из элементного фосфора по реакции Трофимова–Гусаровой, разработанный в Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского СО РАН. Характеризация N,P-содержащей ионной жидкости проведена с помощью ЯМРи ИК-спектроскопии. Показано, что после ее нанесения на ПЭТФ мембрану результирующая композиция обладает необходимыми механическими параметрами для эксплуатации в качестве протонпроводящих мембран. Установлено, что новые протонпроводящие материалы обладают высокой протонной проводимостью, которая составляет при 353 К 77,76 мСм·см-1. Полученные результаты открывают новые перспективы для применения полученных протонпроводящих мембран в технологии водородных топливных элементов и могут способствовать развитию эффективных альтернативных источников энергии.
The development of novel membrane materials for hydrogen fuel cells, a promising environmentally friendly technology, represents a relevant research task. In this work, we propose an approach to creating proton-conducting membranes from an industrial polyethylene terephthalate (PET) dielectric track-etched film. An N, P-containing ionic liquid was used as a modifying agent, whose polymerization was carried out directly in the PET membrane pores. The ionic liquid was obtained using a novel approach to the directed synthesis of organophosphorus compounds from elemental phosphorus via the Trofimov-Gusarova reaction developed at the A.E. Favorsky Institute of Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. The ionic liquid properties were characterized by NMR and IR spectroscopy. The application of the obtained N, P-containing ionic liquid onto a PET membrane was shown to yield a material exhibiting the required mechanical parameters for operation as proton-conducting membranes. The novel proton-conducting materials demonstrate a high proton conductivity of 77.76 mS·cm-1 at 353 K. The obtained proton-conducting membranes seem promising for application in hydrogen fuel cells, thus contributing to the development of effective alternative energy sources.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.