1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Электрохимия
  4. T. 55, № 6, 2019

Электрохимия, 2019, T. 55, № 6, стр. 727-733

Новый газодиффузионный электрод для среднетемпературного топливного элемента на основе гетероциклического микропористого полимера PIM-1

И. И. Пономарев a, *, К. М. Скупов a, Ив. И. Пономарев a, Д. Ю. Разоренов a, Ю. А. Волкова a, В. Г. Басу b, c, О. М. Жигалина b, С. С. Букалов a, Ю. М. Вольфкович d, В. Е. Сосенкин d

a Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
119991 Москва, В-334, ул. Вавилова, 28, ГСП-1, Россия

b Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
119333 Москва, Ленинский проспект, 59, Россия

c Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
123182 Москва, пл. Академика Курчатова, 1, Россия

d Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Ленинский проспект, 31, Россия

* E-mail: gagapon@ineos.ac.ru

Поступила в редакцию 01.10.2018
После доработки 17.12.2018
Принята к публикации 22.01.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Полимер с внутренней микропористостью PIM-1 был использован для получения электроспиннинговых нановолокон полимера. Полученные нановолокна в виде целостного мата после пиролиза использовались в качестве носителя катодного электрокатализатора для среднетемпературного топливного элемента на полимерной протонобменной полибензимидазольной мембране. Данный материал был охарактеризован с помощью методов эталонной контактной порометрии, спектроскопии комбинационного рассеяния и сканирующей электронной микроскопии. Полученные вольт-амперные характеристики собранного мембранно-электродного блока свидетельствуют о возможности использования данного углеродного носителя для электродов топливного элемента на полимерной мембране.

Ключевые слова: среднетемпературный топливный элемент, ВТ-ПОМТЭ, газодиффузионный электрод, полимер с внутренней микропористостью, PIM-1, метод эталонной контактной порометрии

ВВЕДЕНИЕ

Водородно-воздушные топливные элементы (ТЭ) на полимерных протонпроводящих мембранах представляют сегодня все больший и больший интерес для практического использования в качестве альтернативных источников электроэнергии [1–9]. Среднетемпературный ТЭ на полибензимидазольной (ПБИ) мембране (ВТ-ПОМТЭ, область работоспособности ~120–200°С), представляющей собой комплекс полимера с о-фосфорной кислотой, активно изучается в последние годы и находится на этапе коммерциализации [1, 3, 4]. Между тем, далеко не все научные вопросы, связанные с использованием тех или иных материалов для его конструирования и оптимизации работы, решены. Наиважнейшим компонентом ТЭ является газо-диффузионный электрод (ГДЭ) на котором происходят прямые электрохимические процессы преобразования химической энергии в электрическую.

Традиционный электрод, получаемый на основе “чернил” сажи с нанесенной платиной, обладает заметными ограничениями работоспособности, связанными с размыванием катализатора и электрохимической коррозией углеродного материала в процессе работы ТЭ в условиях относительно высоких температур и фосфорнокислотной среды. Особенно заметным данный процесс становится при длительной работе ТЭ в циклах пуск-остановка. В данной ситуации необходима замена углеродного материала носителя электрокатализатора на более стабильные материалы, например на наноструктурированные углеродные материалы, такие как нанотрубки, нановолокна и т.д.

Углеродные нановолокна на основе полиакрилонитрила (ПАН) [10, 11] могут быть получены методом электроспиннинга [12] из полимерного раствора с последующим пиролизом [13]. Ранее нами было показано, что подобного рода нановолокна [14, 15] ПАН и некоторых других полигетероариленов могут быть получены в виде пирополимерного мата и могут быть эффективно использованы в качестве электродов (анодов и катодов) [16–19] для данного типа топливных элементов с использованием мембраны PBI-OPht (мембрана, принадлежащая к типу ПБИ), также разработанной в нашей группе [20, 21].

Несмотря на широкую распространенность нановолокон ПАН и относительную легкость их получения, их использование может быть не самым оптимальным подходом к решению проблемы, так как удельная площадь поверхности нановолокон ПАН ниже, чем у сажи. Таким образом, получение углеродных нановолокон с более высокой удельной площадью поверхности, в том числе из других полимерных прекурсоров, является важной задачей для дальнейшего улучшения мощностных характеристик, получаемых для данного типа топливного элемента. Полимер с внутренней микропористостью PIM-1 широко применяется в области газоразделительных мембран, например для выделения азота из воздуха или СО2 из природного газа. Он также обладает исключительно высокой проницаемостью по кислороду [22–25]. Следовательно, при его использовании в ТЭ можно ожидать обогащения кислородом каталитических центров электрокатализатора, находящегося в виде наночастиц на углеродной подложке.

Применение данного материала в электрохимических источниках тока, например, таких как суперконденсаторы, известно [26], однако его возможное применение в топливных элементах почти не изучено.

В настоящем исследовании пиролизованный полимер с внутренней микропористостью PIM-1 был подробно изучен и испытан в качестве носителя катодного электрокатализатора для топливного элемента на полибензимидазольной мембране.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Полимер с внутренней микропористостью PIM-1 был получен по методике, разработанной нами ранее [27] и отвечающей подходу зеленой химии (рис. 1) с использованием диметилсульфоксида в качестве растворителя вместо амидных растворителей или N-метилпирролидона.

Рис. 1.

Схема синтеза полимера с внутренней микропористостью PIM-1.

Стандартные коммерческие образцы анодов Celtec® P1000 были использованы в качестве анодов для сборки ТЭ. Электроспиннинг из полимерного раствора проводился на установке Elmarco NanospiderTM NS Lab (Чехия). Для этого использовался раствор PIM-1 в 1,1,2,2-тетрахлорэтане, содержащим 0.15 мас. % бромида тетраэтиламония в качестве электролитной добавки. Процесс электроспиннинга проводился при скорости каретки 250 мм с–1 и скорости подложки 0.5 см мин–1 с напряженностью электрического поля 0.4–0.6 кВ мм–1, электропроводность полимерного раствора составляла 50–60 мкСм см–1. Расстояние между кареткой и подложкой было задано 140–160 мм.

Для получения образцов 1–3 электроспиннинговый полимерный нановолоконный мат PIM-1 был стабилизирован на воздухе при 300°С и пиролизован в вакууме при 900°С. Для образца 2 перед стабилизацией электроспиннинговый материал был погружен в раствор ацетата никеля в системе спирт–вода 1 : 1, и затем стабилизация проводилась при 280°С на воздухе с последующим пиролизом (1000°С) в вакууме. Для получения образца 3, стабилизация проводилась при 350°С на воздухе с последующим пиролизом (900°С) в вакууме.

Нанесение Pt на углеродный пиролизованный нановолоконный мат (площадь 6.76 см2) проводилось в 10 мл смеси изопропанол–вода (1 : 2 по объему), содержащей рассчитанное количество добавленного H2[PtCl6] · 6H2O и 0.5 г HCOOH с целью получения материала с содержанием Pt 1.2 мг см–2.

Испытания катодов ТЭ проводили в стандартных ячейках “Arbin Instruments” при 160°С. Для сборки ТЭ были использованы стандартные коммерческие образцы анодов Celtec®-P Series 1000 MEA, содержащие Pt, нанесенную на сажу Vulcan® XC-72 с общей загрузкой платины 1 мг см–2 [28], и мембрана PBI-OPht, разработанная ранее в нашей группе [20, 21], сшитая с помощью ацетилацетоната циркония, допированная фосфорной кислотой (350–400%, до 25 молекул о-фосфорной кислоты в расчете на полимерное звено). Сборка мембранно-электродного блока (МЭБ) проводилась путем помещения мембраны на анод, далее катод в виде целостного пиролизованного мата помещался на мембрану без дополнительного прессования. МЭБ зажимали между графитовыми биполярными пластинами. Площадь рабочей поверхности МЭБ составляла 5 см2. Со стороны анода подавался водород, полученный методом электролиза с помощью генератора водорода ГВЧ-6 (НПП “Химэлектроника”, Россия); со стороны катода подавался атмосферный воздух. Газы подавались при атмосферном давлении без дополнительного увлажнения.

Изображения сканирующей микроскопии получены с помощью электронного микроскопа Quanta 200 3D (FEI). Удельная площадь поверхности образцов измерялась методом эталонной контактной порометрии [29, 30]. Спектры комбинационного рассеяния (КР) регистрировали в широком спектральном диапазоне 150–3500 см–1 с помощью лазерного спектрометра комбинационного рассеяния LabRAM (Jobin Yvon), снабженного TV-камерой, охлаждаемым CCD-детектором и микроскопом с использованием He-Ne лазера (632.8 нм) при мощности излучения <1 мВт. Cбор рассеянного света производился по схеме на отражение (180°), спектральная ширина щели 2 см–1.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Полимер с внутренней микропористостью (PIM-1) является жесткоцепным полимером лестничного строения с изломами в основной цепи. Благодаря наличию спиро-фрагмента, созданного двумя пятичленными циклами, плоскостные участки полимерной цепи расположены под углом 90° друг к другу. Данная конфигурация полимера приводит к ситуации невозможности плотной упаковки полимера и, как следствие, к возникновению свободного объема. Данный свободный объем представляет собой внутреннюю микропористость (средний размер пор ~0.6 нм [22, 23]) которая, как ожидается, частично сохраняется после пиролиза и способствует более эффективному распределению наночастиц электрокатализатора по углеродной подложке. Общий вид нановолокон PIM-1 после проведения процесса электроспиннинга представлен на рис. 2.

Рис. 2.

Изображение электроспиннинговых нановолокон PIM-1, полученных методом сканирующей электронной микроскопии.

Как можно видеть из рис. 2, полимерные нановолокна PIM-1 представляют собой гладкие волокна с диаметром от 300 до 1300 нм, который может зависеть нелинейным образом от концентрации электроспиннингового раствора и других параметров процесса. Для получения углеродных электропроводящих нановолокон, пригодных к использованию для электродов, полимерный нановолоконный мат был стабилизирован на воздухе при температуре 280–350°С с целью получения готовых к процессу пиролиза нановолокон. Предположительно, во время стабилизации происходит частичная химическая сшивка полимерных цепей PIM-1, в результате чего после пиролиза при 900–1000°С нановолоконный мат в целом сохраняет форму. Данная стадия является важной, так как в случае отсутствия стабилизации нановолоконный мат значительно уменьшается в размерах и не сохраняет форму при пиролизе. После пиролиза стабилизированного материала, нановолоконные маты становились электропроводящими с величиной электропроводности ~8 См см–1, что является вполне достаточным для материала электрода. Структура полученных пиролизованных нановолоконных матов была изучена с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния (рис. 3).

Рис. 3.

Спектры КР для образцов 1 (а) и 2 (б).

Спектры КР для образца пиролизованного PIM-1 при 900°С (рис. 3а) содержат линии D и G, типичные для частично термостабилизированного волокна [31]. В случае пиролиза в присутствии никеля процесс карбонизации приводит к иным результатам. Наблюдаемая картина спектра КР (рис. 3б) ближе всего к картине спектра КР стеклоуглерода, подвергнутого термической обработке при температуре ~1800°C [32] Также, спектр КР для образца 2 может свидетельствовать о несколько более глубоких процессах графитизации и структурирования материала во время пиролиза.

Для оценки пригодности материала для применения в топливных элементах в качестве электрода, образцы нановолокон PIM-1 были исследованы методом эталонной контактной порометрии (рис. 4).

Рис. 4.

Кривые зависимости порометрических величин от логарифма радиуса пор по МЭКП: интегральные (a) и дифференциальные (б) кривые распределения объема пор по радиусам; интегральные (в) и дифференциальные (г) кривые распределения поверхности пор по радиусам (номера кривых 1–3 совпадают с номерами образцов).

Логарифмическая шкала для оси абсцисс применялась потому, что порометрические измерения МЭКП проводились в максимально широком диапазоне радиусов пор в 5 порядков. Порометрические данные указывают на почти одинаковое значении пористости, достигающее ~90%, при проведении пиролиза нановолоконного PIM-1 как такового, так и в присутствии никеля (образцы 1 и 2, рис. 4а и 4б). Данная величина позволяет говорить о возможных высоких газодиффузионных свойства электродов, полученных на основе пиролизованных нановолокон PIM-1. Для образца 3, полученного при увеличении температуры стабилизации на воздухе до 350°С, происходит его значительная усадка, что приводит к резкому уменьшению его пористости до ~65% (рис. 4а). Данное значение существенно ниже, чем значения пористости для образцов 1 и 2, и свидетельствует о снижении газодиффузионных свойств материала, поэтому образец 3 исключается из дальнейшего рассмотрения. Необходимо также отметить регулярность пористой структуры образцов 1 и 2, которая следует из узости диапазона радиусов пор на рис. 4а и 4б. Для образца 2 наблюдается увеличение площади удельной поверхности мезо- и макропор (рис. 4в и 4г) по сравнению с образцом 1. Значение удельной площади поверхности микропор также увеличивается с 32.4 до 285.6 м2 г–1, что может быть связано с различным механизмами протекания пиролиза, и свидетельствует о возможно большей пригодности 2 для использования в качестве электрода. Следует отметить чисто качественные характеристики пиролизованного мата PIM-1, такие как относительная прочность при полном отсутствии хрупкости (1). В то же время образец 2, пиролизованный в присутствии никеля, обладает хрупкостью (т.е. ломается при перегибе мата). Отсутствие хрупкости электрода является очень важной характеристикой для МЭБ, так как в процессе сборки и работы МЭБ острые края пиролизованного углеродного нановолоконного мата способны в отдельных случаях повреждать мембрану.

Для приготовления электродов использовался метод нанесения платины в водно-спиртовом растворе платинохлористоводородной кислоты с добавлением муравьиной кислоты в качестве восстанавливающего агента, что, как было нами показано ранее [17], является методом нанесения наночастиц Pt на углеродное нановолокно. Полученные образцы использовались в качестве катодов МЭБ. Поляризационные кривые для водородно-воздушного топливного элемента на полимерной полибензимидазольной мембране приведены на рис. 5.

Рис. 5.

Кривые вольт-амперной характеристики (1) и (2) для мембранно-электродных блоков с катодами PIM-1 для образцов 1 и 2 соответственно.

Из поляризационных кривых видно, что электроды на основе нановолоконных матов PIM-1, пиролизовнного в присутствии никеля, лишь слегка более эффективны для данного типа топливного элемента. Основной проблемой образца 1 является относительно быстрая потеря (или адсорбция собственными микропорами) о-фосфорной кислоты, что существенно сокращает (до нескольких часов) период работы МЭБ и требует постоянного добавления о-фосфорной кислоты в электрод. Углубление процессов графитизации и структурирования нановолокна, возможно, способно предотвратить данную проблему. Для этого для образца 2 температура пиролиза была повышена с 900 до 1000°С, при этом сам пиролиз проходил в присутствии никеля. Температура термической стабилизации на воздухе, наоборот, была снижена с 300 до 280°С, учитывая данные по снижению пористости (и, как следствие, газодиффузионности) для образца 3 при проведении стабилизации при 350°С (см. выше). В результате эффект потери работоспособности МЭБ не наблюдался в случае образца 2. Таким образом, большая удельная поверхность образца 2, а также большее упорядочивание структуры при пиролизе способствуют удержанию кислоты в ГДЭ МЭБ. В целом данные показатели свидетельствуют о принципиальной возможности использования материалов на основе пиролизованных нановолокон PIM-1 в качестве носителя электрокатализатора. Тем не менее, материал электрода требует дальнейшей оптимизации, в частности нахождения оптимальных параметров электроспиннинга, а также температур стабилизации и пиролиза нановолоконного материала, так как для PIM-1 они могут существенно отличаться от аналогичных значений для более известных нановолокон, например полиакрилонитрила и других полимеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материалы на основе полимерных нановолоконных матов полимера с внутренней микропористостью PIM-1, полученные методом электроспиннинга, после пиролиза и платинирования могут являться носителями электрокатализатора для водородно-воздушного среднетемпературного топливного элемента. Полученные в работе физико-химические характеристики свидетельствуют о необходимости дальнейшей оптимизации процесса получения пиролизованных нановолоконных матов PIM-1 с целью улучшения основных характеристик топливного элемента на полимерной полибензимидазольной мембране.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 18‑13‑00421.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Li, Q., Aili, D., Hjuler, H.A., and Jensen, J.O., High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells, Approaches, Status and Perspectives. Cham, Heidelberg, New York, Dordrecht, London: Springer, 2016. 545 p.

  2. Zhang, J., PEM Fuel Cell Electrocatalyst and Catalyst Layers. London: Springer, 2008. 1137 p.

  3. Zeis, R., Materials and characterization techniques for high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cells, Beilstein J. Nanotechnol., 2015, vol. 6, p. 68.

  4. Araya, S.S., Zhou, F., Liso, V., Sahlin, S.L., Vang, J.R., Thomas, S., Gao, X., Jeppesen, C., and Kaer, S.K., A comprehensive review of PBI-based high temperature PEM fuel cells, Int. J. Hydrogen Energ., 2016, vol. 41, p. 21310.

  5. Chandan, A., Hattenberger, M., El-kharouf, A., Du, S., Dhir, A., Self, V., Pollet, B.G., Ingram, A., and Bujalski, W., High temperature (HT) polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) – A review, J. Power Sources., 2013., vol. 231, p. 264.

  6. Steele, B.C. and Heinzel, A., Materials for fuel-cell technologies, Nature, 2001, vol. 414, p. 345.

  7. Borup, R., Meyers, J., Pivovar, B., Kim, Y.S., Mukundan, R., Garland, N., Myers, D., Wilson, M., Garzon, F., Wood, D., Zelenay, P., More, K., Stroh, K., Zawodzinski, T., Boncella, J., McGrath, J.E., Inaba, M., Miyatake, K., Hori, M., Ota, K., Ogumi, Z., Miyata, S., Nishukata, A., Siroma, Z., Uchimoto, Y., Yasuda, K., Kimijima, K., and Iwashita, N., Scientific aspects of polymer electrolyte fuel cell durability and degradation, Chem. Rev., 2007, vol. 107, p. 3904.

  8. Debe, M.K., Electrocatalyst approaches and challenges for automotive fuel cells, Nature, 2012, vol. 486, p. 43.

  9. Wang, Y., Chen, K.S., Mishler, J., Cho, S.C., and Adroher, X.C., A review of polymer electrolyte membrane fuel cells: Technology, applications, and needs on fundamental research, Appl. Energ., 2011, vol. 88, p. 981.

  10. Zhang, L., Aboagye, A., Kelkar, A., Lai, C., and Fong, H., A review: Carbon nanofibers from electrospun polyacrylonitrile and their applications, J. Mater. Sci., 2014, vol. 49, p. 463.

  11. Tenchurin, T.Kh., Krasheninnikov, S.N., Orekhov, A.S., Chvalun, S.N., Shepelev, A.D., Belousov, S.I., and Gulyaev, A.I., Rheological features of fiber spinning from polyacrylonitrile solutions in an electric field. Structure and properties, Fibre Chem., 2014, vol. 46, p. 151.

  12. Dong, Z., Kennedy, S.J., and Wu Y., Electrospinning materials for energy-related applications and devices, J. Power Sources., 2011, vol. 196, p. 4886.

  13. Yusof, N. and Ismail, A.F., Post spinning and pyrolysis processes of polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fiber and activated carbon fiber: A review, J. Anal. Appl. Pyrol., 2012, vol. 93, p. 1.

  14. Zhigalina, V.G., Zhigalina, O.M., Ponomarev, I.I., Skupov, K.M., Razorenov, D.Y., Ponomarev, I.I., Kiselev, N.A., and Leitinger, G., Electron microscopy study of new composite materials based on electrospun carbon nanofibers, CrystEngComm, 2017, vol. 19, p. 3792.

  15. Пономарев, И.И., Филатов, Ю.Н., Пономарев, Ив.И., Филатов, И.Ю., Разоренов, Д.Ю., Скупов, К.М., Жигалина, О.М., Жигалина, В.Г. Электроформование азотсодержащих полимеров, и нетканые нановолокнистые углеродные материалы на их основе. Химические волокна. 2017. Т. 49. С. 47. [Ponomarev, I.I., Filatov, Y.N., Ponomarev, I.I., Filatov, I.Y., Razorenov, D.Y., Skupov, K.M., Zhigalina, O.M., and Zhigalina,V.G., Electroforming on nitrogen-containing polymers and derived nonfabric nanofibre carbon materials, Fibre Chem., 2017, vol. 49, p. 183.]

  16. Пономарев, И.И., Скупов, К.М., Разоренов, Д.Ю., Жигалина, В.Г., Жигалина, О. М., Пономарев, Ив.И., Волкова, Ю. А., Кондратенко, М. С., Букалов, С. С., Давыдова, Е. С. Нановолокнистые электроспиннинговые пирополимерные электроды для топливного элемента на полибензимидазольных мембранах. Электрохимия. 2016. Т. 52. С. 823. [Ponomarev, I.I., Skupov, K.M., Razorenov, D.Yu., Zhigalina, V.G., Zhigalina, O.M., Ponomarev, Iv.I., Volkova, Yu.A., Kondratenko, M.S., Bukalov, S.S., and Davydova, E.S., Electrospun nanofiber pyropolymer electrodes for fuel cell on polybenzimidazole membranes, Russ. J. Electrochem., 2016, vol. 52, p. 735.]

  17. Пономарев, И.И., Пономарев, Ив.И., Филатов, И.Ю., Филатов, Ю.Н., Разоренов, Д.Ю., Волкова, Ю.А., Жигалина, О.М., Жигалина, В.Г., Гребенев, В.В., Киселев, Н.А. Дизайн электродов на основе углеродного нановолокнистого нетканого материала для мембранно-электродного блока топливного элемента на полибензимидазольной мембране. Док. АН. 2013. Т. 448. С. 670. [Ponomarev, I.I., Ponomarev, Iv.I., Filatov, I.Yu., Filatov, Yu.N., Razorenov, D.Yu., Volkova, Yu.A., Zhigalina, O.M., Zhigalina, V.G., Grebenev V.V., and Kiselev, N.A., Design of electrodes based on a carbon nanofiber nonwoven material for the membrane electrode assembly of a polybenzimidazole-membrane fuel cell, Dokl. Phys. Chem., 2013, vol. 448, p. 23.]

  18. Скупов, К.М., Пономарев, И.И., Разоренов, Д.Ю., Жигалина, В.Г., Жигалина, О.М., Пономарев, Ив.И., Волкова, Ю.А., Вольфкович, Ю.М., Сосенкин, В.Е. Модификация углеродного нановолокнистого катода с целью увеличения производительности фосфорно-кислотных топливных элементов на полибензимидазольной мембране. Электрохимия. 2017. Т. 53. С. 820. [Skupov, K.M., Ponomarev, I.I., Razorenov, D.Yu., Zhigalina, V.G., Zhigalina, O.M., Ponomarev, Iv.I., Volkova, Yu.A., Volfkovich, Yu.M., and Sosenkin, V.E., Carbon nanofiber paper cathode modification for higher performance of phosphoric acid fuel cells on polybenzimidazole membrane, Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, P. 728.]

  19. Skupov, K.M., Ponomarev, I.I., Razorenov, D.Y., Zhigalina, V.G., Zhigalina, O.M., Ponomarev, I.I., Volkova, Y.A., Volfkovich, Y.M., and Sosenkin, V.E., Carbon nanofiber paper electrodes based on heterocyclic polymers for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell, Macromol. Symp., 2017, vol. 375, p. 1600188.

  20. Пономарев, И.И., Разоренов, Д.Ю., Пономарев, Ив.И., Волкова, Ю.А., Скупов, К.М. Синтез и изучение полибензимидазолов для высокотемпературных топливных элементов. Электрохимия. 2014. Т. 50. С. 773. [Ponomarev, I.I., Razorenov, D.Yu., Ponomarev, Iv.I., Volkova, Yu.A., and Skupov, K.M., Synthesis and studies of polybenzimidazoles for high-temperature fuel cell, Russ. J. Electrochem., 2014, vol. 50, p. 694.]

  21. Kondratenko, M.S., Ponomarev, I.I., Gallyamov, M.O., Razorenov, D.Y., Volkova, Y.A., Kharitonova, E.P., and Khokhlov, A.R., Novel composite Zr/PBI-O-PhT membranes for HT-PEFC applications, Beilstein J. Nanotechnol., 2013, vol. 4, p. 481.

  22. Low, Z.-X., Budd, P.M., McKeown, N.B., and Patterson, D.A., Gas permeation properties, physical aging, and its mitigation in high free volume glassy polymers, Chem. Rev., 2018, vol. 118, p. 5871.

  23. McKeown, N.B., The synthesis of polymers of intrinsic microporosity (PIMs), Sci. China Chem., 2017, vol. 60, p. 1023.

  24. Park, H.B., Kamcev, J., Robeson, L.M., Elimelech, M., and Freeman, B.D., Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity, Science, 2017, vol. 356, p. eaab0530.

  25. Baker, R.W. and Low, B.T., Gas separation membrane materials: A perspective, Macromolecules, 2014, vol. 47, p. 6999.

  26. Bonso, J.S., Kalaw, G.D., and Ferrais, J.P., High surface area carbon nanofibers derived from electrospun PIM-1 for energy storage applications, J. Mater. Chem. A., 2014, vol. 2, p. 418.

  27. Ponomarev, I.I., Blagodatskikh, I.V., Muranov, A.V., Volkova, Y.A., Razorenov, D.Y., Ponomarev, I.I., and Skupov, K.M., Dimethyl sulfoxide as a green solvent for successful precipitative polyheterocyclization based on nucleophilic aromatic substitution, resulting in high molecular weight PIM-1, Mendeleev Commun., 2016, vol. 26, p. 326.

  28. Schmidt, T.J., and Baurmeister, J, Properties of high-temperature PEFC Celtec®-P 1000 MEAs in start/stop operation mode, J. Power Sources, 2008, vol. 176, p. 428.

  29. Вольфкович, Ю.М., Сосенкин, В.Е. Пористая структура и смачиваемость компонентов топливных элементов как факторы, определяющие электрохимические характеристики. Успехи химии. 2012. Т. 81. С. 936. [Volfkovich, Yu.M. and Sosenkin, V.E., Porous structure and wetting of fuel cell components as the factors determining their electrochemical characteristics, Russ. Chem. Rev., 2012, vol. 81, p. 936.]

  30. Volfkovich, Yu.M., Sosenkin, V.E., and Bagotsky, V.S., Structural and wetting properties of fuel cell components, J. Power Sources., 2010, vol. 195, p. 5429.

  31. Букалов, C.C, Лейтес, Л.А., Головешкин, А.С., Тюменцев, В.А., Фазлитдинова, А.Г. Исследование строения углеродного волокна, полученного путем высокотемпературной термомеханической обработки полиакрилнитрильной нити, методами спектроскопии комбинационного рассеяния и рентгеновской дифрактометрии. Изв. АН, Сер. хим. 2018. № 6. p. 1002. [Bukalov, S.S., Leites, L.A., Goloveshkin, A.S., Tyumentsev, V.A., and Fazlitdinova, A.G., Structure of sp2-carbon fiber prepared by high-temperature thermomechanical treatment of polyacrylonitrile fiber: a Raman and X-Ray diffraction study, Russ. Chem. Bull., vol. 67, p. 1002.]

  32. Bukalov, S.S., Zubavichus, Ya.V., Leites, L.A., Sorokin, A.I., and Kotosonov, A.S., Structural changes in industrial glassy carbon as a function of heat treatment temperature according to Raman spectroscopy and X‑ray diffraction data, Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2014, vol. 5, p. 186.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Электрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал