Международная команда ученых разработала новые ионообменные мембраны, позволяющие повысить мощность генерации электроэнергии

Человечеству необходимо огромное количество энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности и производства. Привычный способ генерации энергии, основанный на сжигании углеводородов, негативно влияет на экологическую обстановку, что заставляет искать альтернативные источники энергии. Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», Кафедры химического машиностроения (Бельгия) и Технологического университета Тшване (Южная Африка) разработали ионообменные мембраны на основе привитых сополимеров для производства электроэнергии в процессе обратного электродиализа (Reversed electrodialysis).

Одним из перспективных источников энергии становится так называемый процесс обратного электродиализа. Он заключается в получении «зелёной» электроэнергии при смешении концентрированных и разбавленных растворов солей. Таким образом, например, можно непрерывно генерировать энергию в местах впадения рек в моря. Разработка материалов и совершенствование технологий получения «зеленой» электроэнергии является перспективным направлением в современной химической промышленности. Результаты работы опубликованы в ноябрьском номере международного журнала Journal of Power Sources.

Такие мембраны более чем в два раза эффективнее аналогов, уверяют разработчики. Комментирует работу научный сотрудник Лаборатории ионики функциональных материалов ИОНХ РАН, преподаватель факультета химии Высшей школы экономики Даниил Голубенко:

 

Голубенко Даниил Владимирович

Базовая кафедра неорганической химии и материаловедения Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН: Преподаватель

 В работе на лабораторной установке впервые протестировали ионообменные мембраны, полученные методом прививочной полимеризации под ультрафиолетовым излучением. Благодаря оптимальному соотношению проводимости и селективности привитых мембран, их использование позволяет увеличить мощность мембранно-электродных блоков до 2 Вт на 1 м2 мембраны, что превосходит существующие коммерческие аналоги более чем в 2 раза

Авторы планируют дополнительно усовершенствовать методику получения привитых мембран ‒ сделать её более экологичной, и оптимизировать структуру материала для иных источников «зелёной» электроэнергии, таких как топливные элементы и проточные батареи.

Работа поддержана грантом Российского научного фонда (№ 21-73-20229).
Информация размещена на официальном сайте Российской академии наук.

Источник: Golubenko, D. V, Bruggen, B. Van Der, Yaroslavtsev, A. B. (2021). Ion exchange membranes based on radiation-induced grafted functionalized polystyrene for high-performance reverse electrodialysis. V. 511, 230460. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230460