Название:Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания энергоэффективных компактных источников тока мощностью не менее 50 Вт на основе твердополимерных топливных элементов
Грантодатель:Контракты ФЦП
Критическая технология:Технологии водородной энергетики
Приоритетное направление:Энергоэффективность
Ключевые слова:компактные источники тока, высокая удельная энергоемкость, высокоэффективные катализаторы, топливные элементы, мембранно-электродные блоки, методы формирования каталитических слоев, электрические характеристики МЭБ и КИТ, каталитические слои, углеродные н
Тип:исследовательский
Руководитель(и):Забродский,АГ
Подразделения:
Код проекта:16.516.11.6135
Финансирование 2011-12 г.:17500000
Исполнители: Нечитайлов,АА: лаб. мощных полупроводниковых приборов (Векслера,МИ)
Глебова,НВ: лаб. мощных полупроводниковых приборов (Векслера,МИ)
Кошкина,ДВ: None
Терукова,ЕЕ: лаб. фотоэлектрических явлений в полупроводниках (Мынбаева,КД)
Томасов,АА: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Зеленина,НК: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Терентьев,АИ: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Гуревич,СА: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Кожевин,ВМ: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Горохов,МВ: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Андроников,ДА: лаб. физико-химических свойств полупроводников (Терукова,ЕИ)
Ильющенков,ДС: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Явсин,ДА: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Алексеева,ЮВ: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Томкович,МВ: лаб. новых неорганических материалов (Красилина,АА)
Смирнова,ИП: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Дубинкин,ИН: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Иофе,МД: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Трилис ,АА: лаб. полупроводниковой квантовой электроники (Гуревича,СА)
Кукушкина,ЮС: None
Соколов,ВВ: None
Малышкин,ВГ: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Ситникова,АА: лаб. диагностики материалов и структур твердотельной электроники (Брункова,ПН)
Белов,ВИ: патентно-лицензионная служба (Патентно-лицензионная служба)
Каменьков,ДВ: None
Чигирев,ДА: None

Цель исследования, разработки

  • 1.1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект.

    Развитие научно-технологического потенциала Российской Федерации в целях реализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации.

  • 1.2. Формулировка цели реализуемого проекта.

    Разработка экспериментальных образцов компактных источников тока мощностью не менее 50 Вт с высокой удельной энергоемкостью на основе твердополимерных топливных элементов с новыми высокоэффективными композитными катализаторами.

    Проект направлен на развитие энергоэффективных технологий за счет разработки компактных источников тока на основе твердополимерных топливных элементов, с целью создания предпосылок перевода энергетики страны на технологии водородной энергетики, увеличение экспортного потенциала и улучшения экологической обстановки, развитие научно-технологического потенциала Российской Федерации в целях реализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации

Основные результаты проекта

  • Проведено обобщение и оценка полученных результатов, в том числе:
    • Выполнено обобщение результатов исследований.

      В результате выполнения НИР был создан ряд инновационных технических решений в области создания катализатора с повышенной эффективностью катализа и раз работки эффективной конструкции МЭБ и КИТ. Эти технические решения, позволили разработать экспериментальные образцы компактных источников тока мощностью не менее 50 Вт с высокой удельной энергоемкостью на основе твердополимерных топливных элементов с новыми высокоэффективными композитными катализаторами.

    • Проведено сопоставление анализа научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований.

      В течение НИР было проведено экспериментальное исследование и анализ основных физико–химических процессов, существенных для построения моделей, описывающих работу мембранно–электродных блоков воздушно–водородных топливных элементов и компактных источников тока. Предложена модель МЭБ, самосогласованно учитывающая как взаимосвязь процессов переноса протонов и молекул воды в полимерных электролитных мембранах, так и влияние микроструктуры каталитических слоев на перенос тепла и влаги. Расчеты, проведенные с помощью этой модели, позволили проанализировать влияние микроструктуры и свойств используемых материалов на характеристики МЭБ и КИТ.

  • Оценена эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Разработанный и изготовленный в ФТИ композитный катализатор соответствует современному научно-техническому уровню. Разработанный и изготовленный в ФТИ компактный источник тока с характеристиками согласно техническому заданию, соответствует современному научно–техническому уровню. Все задачи НИР полностью решены. Поставленная цель: разработка экспериментальных образцов компактных источников тока мощностью не менее 50 Вт с высокой удельной энергоемкостью на основе твердополимерных топливных элементов с новыми высокоэффективными композитными катализаторами достигнута.