ИСТИНА

В настоящем исследовании предлагается гибридный топливный элемент (ТЭ), сочетающий анодную часть низкотемпературного водородно-воздушного топливного элемента и катодную часть, представляющую собой проточный катод, конструктивно схожий с полуэлементом проточной редокс-батареи. Компонентом католита будет являться раствор соединения со стандартным потенциалом редокс-пары несколько ниже такового для кислородного электрода. Регенерация (окисление) восстановленной формы католита будет происходить в реакторе регенерации, в котором через него барботируется воздух. Такая система носит название ТЭ с химически-регенерируемым редокс-катодом (ТЭ с ХРРК). Примеры его реализации в лабораторном масштабе известны в зарубежной литературе для различных редокс-пар [1,2], однако в РФ исследования таких систем не проводились. Данный гибридный ТЭ имеет ряд преимуществ относительно традиционных водородно-воздушных (ВВТЭ). Жидкофазный раствор католита позволяет заменить гетерогенный катализ кислородной реакции на гомогенный в катоде ТЭ, что сразу позволяет избежать нескольких негативных эффектов: затопляемость катода ВВТЭ, исключение катализаторов на основе металлов платиновой группы и некоторые другие. Также можно отметить, что изменение катодной части позволяет убрать катализатор с неё и достичь удельной мощности ТЭ – до 1,5 Вт/см2. В работе затронуты вопросы подбора редокс-медиатора для обеспечения оптимальных скоростей его восстановления и окисления, электрохимической стабильности в диапазоне потенциалов окисления кислорода и восстановления водорода. В качестве перспективного класса соединений на роль редокс-медиатора рассмотрены полиоксометаллаты.