Koreyalı tədqiqat qrupu elektrokimyəvi hidrogen saxlama sistemlərinin işini əhəmiyyətli dərəcədə artıran yeni proton mübadiləsi membranı (PEM) hazırlayıb. Əsər Journal of Materials Chemistry A jurnalında örtük məqaləsi kimi dərc edilib .

Koreya Tədqiqat Kimya Texnologiyaları İnstitutundan (KRICT) Dr. Soonyong So və Yonsei Universitetinin professoru Sang-Young Lee, SPAES (sulfonatlı poli(arilen efir sulfon)) adlı karbohidrogen əsaslı polimerdən istifadə edərək LOHC əsaslı elektrokimyəvi hidrogenin saxlanması üçün yeni nəsil PEM hazırlamışlar.

Bu SPAES membranı kommersiyada mövcud olan perftorlu PEM Nafion ilə müqayisədə toluol keçiriciliyini 60%-dən çox azaldır və hidrogenləşmənin Faradaik effektivliyini 72,8%-ə qədər artırır.

Toluol kimi maye üzvi hidrogen daşıyıcıları (LOHC) hidrogenin saxlanması və nəqli üçün perspektivli maye birləşmələrdir. Sıxılmış (100 bar-dan çox) və ya mayeləşdirilmiş (-252,9°C) hidrogendən fərqli olaraq, LOHC-lər daha yumşaq şəraitdə işlənə bilər.

Bununla belə, elektrokimyəvi hidrogenləşdirmə sistemlərində ümumi problem toluenin membran vasitəsilə arzuolunmaz krossoveridir ki, bu da təkcə səmərəliliyi azaldır, həm də anod tərəfindəki oksigen təkamül reaksiyası (OER) katalizatorunu çirkləndirir.

Bu narahatlıqları aradan qaldırmaq üçün tədqiqat qrupu membranda proton yolları kimi xidmət edən hidrofilik domenləri (təqribən 2,1 nm) olan yeni karbohidrogen əsaslı SPAES membranı dizayn etdi. Bu dar domenlər toluol molekullarının keçiriciliyini kəskin şəkildə azaldır, onların diffuziya qabiliyyətini 20 dəfə azaldır.

Nəticədə, toluol krossoveri 60% azaldı və Faradaic effektivliyi 68,4% -dən (Nafion) 72,8% -ə yüksəldi. Uzunmüddətli istismarda (48 saat) gərginliyin deqradasiya dərəcəsi 40% azalaraq 1270 mV/saatdan (Nafion) 728 mV/saata (SPAES) düşüb. Membran həmçinin uzun müddət istifadə zamanı minimal struktur dəyişiklikləri ilə güclü kimyəvi və mexaniki dayanıqlıq nümayiş etdirdi.

Tədqiqatçılar gözləyirlər ki, bu texnologiya 2030-cu ildə kommersiyalaşdırıla bilən müstəqil, yüksək səmərəli elektrokimyəvi hidrogen saxlama sistemlərinə yol aça bilər.

Dr. So bildirir ki, bu tədqiqat elektrokimyəvi hidrogen anbarında membran texnologiyasının performans darboğazlarına bir həll təklif edir . KRICT prezidenti Youngkook Lee əlavə edir ki, texnologiya hidrogen yanacaq hüceyrəsi ilə işləyən nəqliyyat vasitələri və hidrogen enerjisi istehsalı kimi ekoloji cəhətdən təmiz enerji sistemlərində geniş şəkildə tətbiq oluna bilər və bununla da hidrogen iqtisadiyyatına töhfə verə bilər.

Ətraflı məlumat: Chang Jin Lee və digərləri, Elektrokimyəvi proses vasitəsilə yüksək performanslı birbaşa toluenin hidrogenləşməsi üçün effektiv toluol maneə membranı, Materiallar Kimyası A jurnalı (2024). DOI: 10.1039/D4TA06773H

Jurnal məlumatı: Materials Chemistry jurnalı A Milli Elm və Texnologiya Tədqiqat Şurası tərəfindən təmin edilmişdir