Исследовательская группа из Института промышленных наноматериалов Университета Кумамото в Японии добилась значительного повышения плотности мощности топливного элемента на основе оксида графена с помощью технологии инженерии интерфейсов. Команда под руководством доцента Кадзуто Хатакеямы и профессора Синтаро Иды провела направленную кислотную обработку интерфейса между мембраной из оксида графена и электродами, достигнув максимальной плотности мощности 0,7 Вт/см² при 40°C, что почти в три раза превышает производительность аналогичных топливных элементов с нанолистовыми электролитами. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry A.
Оксид графена долгое время считался идеальным материалом для топливных элементов благодаря своим безфтористым и экологически чистым свойствам, а также сочетанию протонной проводимости и способности блокировать водород. Однако высокое сопротивление на границе раздела фаз всегда ограничивало выходную мощность. В этом исследовании команда активировала поверхность мембраны из оксида графена с помощью кислотной обработки, эффективно снизив межфазное сопротивление и повысив эффективность переноса протонов, что приблизило характеристики этого экологичного топливного элемента к коммерческим фторсодержащим мембранам. В настоящее время большинство топливных элементов используют фторсодержащие мембранные материалы, которые, хотя и обладают стабильными характеристиками, имеют проблемы с загрязнением окружающей среды и высокой стоимостью.
Исследовательская группа заявила: "Такая конструкция интерфейса применима не только к оксиду графена, но и к другим нанолистам и полимерным мембранам, предоставляя универсальную стратегию повышения эффективности топливных элементов". Этот прорыв в оптимизации интерфейса открывает новые пути для развития высокопроизводительных экологически чистых водородных технологий, способствуя построению углеродно-нейтральной энергетической системы, а также закладывает основу для расширения применения материалов на основе оксида графена в энергетическом секторе.
Детали публикации: Авторы: Тацуки Цугава и др. Название: "Интерфейсно-инженерные мембраны из оксида графена для высокопроизводительных безфтористых топливных элементов". Опубликовано в: Journal of Materials Chemistry A (2026). Информация о журнале: Journal of Materials Chemistry A.