Американцы предложили доступный способ повысить эффективность водородных топливных ячеек и электролизёров

Молодая компания из Чикаго Celadyne собрала средства на производство придуманных ею протонообменных мембран для водородных топливных ячеек и электролизёров. Утверждается, что мембрана с покрытием из наночастиц повысит эффективность топливных элементов и электролизёров на 15–20 %. Благодаря новой мембране водородное топливо станет конкурентоспособным по сравнению с ископаемым в ряде областей применения, что ценно само по себе.

Образец мембраны с нанопокрытием. Источник изображения: Celadyne

Получение водорода методом электролиза с помощью электрического тока из воды с разделением на водород и кислород, а также обратный процесс — работа топливной водородной ячейки с получением электричества в процессе соединения водорода с кислородом фактически в обоих случаях использует одну и ту же протонообменную мембрану. Мембрана должна надёжно разделять реагенты, водород и кислород, для чего её делают достаточно толстой. При этом полной изоляции достичь нельзя, и проникновение водорода через мембрану снижает срок работы ячейки, а также электролизёра.

Компания Celadyne испытала для протонообменной мембраны покрытие из нанокристаллов оксида титана. По её словам, предложенное решение надёжно защищает от прохода водорода через мембрану даже небольшой толщины. При производстве мембраны с покрытием необходимо добавить лишь одну новую операцию в обычный процесс выпуска рулонным способом мембран для современных топливных элементов. Внедрить новый техпроцесс будет несложно, и это поможет увеличить как долговечность топливных ячеек и электролизёров, так и эффективность одних и других.

Компания Celadyne провела переговоры с рядом автопроизводителей, включая компанию Toyota, а также с некоторыми коммунальными компаниями из энергосектора в США. Она договорилась поставить им свои протонообменные мембраны для изучения. Также Celadyne сумела привлечь инвестиции на сумму $4,5 млн от компаний Dynamo Ventures и Maniv с участием EPS Ventures. На эти деньги будет развёрнуто массовое производство новых мембран для отправки заинтересованным производителям.

Даже в недалёкой перспективе благодаря мембранам с нанопокрытием производство каждого кг водорода может снизиться до $1, хотя в США считают успехом снижение стоимости производства водорода даже до $3 за кг. С заявленной целевой стоимостью производства водорода он сможет в некоторых областях составить конкуренцию ископаемому топливу, уверены в Celadyne.