Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Протонпроводящие гибридные материалы на основе перфторированной сульфокатионитной мембраны МФ-4СК и наночастиц SiO2, ZrO2 и H3PW12O40

Диссертация: Протонпроводящие гибридные материалы на основе перфторированной сульфокатионитной мембраны МФ-4СК и наночастиц SiO2, ZrO2 и H3PW12O40
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Получены материалы с высокими значениями протонной проводимости, в том числе и при пониженной влажности, которые могут рассматриваться в качестве перспективных мембран для создания низкотемпературных топливных элементов. Выявлены причины изменения проводимости мембран при их модификации. Сделано предположение о том, что введение допантов приводит к изменению структуры пор и каналов мембраны… Читать ещё >

Протонпроводящие гибридные материалы на основе перфторированной сульфокатионитной мембраны МФ-4СК и наночастиц SiO2, ZrO2 и H3PW12O40 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1. 1. Основные типы твердых электролитов с проводимостью по ионам водорода
      • 1. 1. 1. Механизмы протонного переноса
      • 1. 1. 2. Неорганические протонные проводники
      • 1. 1. 2. Протонпроводящие ионообменные полимерные мембраны
    • 1. 2. Перфторированные сульфокатионообменные мембраны типа Нафион
    • 1. 3. Гибридные материалы на основе мембран типа Нафион
      • 1. 3. 1. Способы получения гибридных материалов на основе мембран типа Нафион
      • 1. 3. 2. Свойства гибридных мембран типа Нафион
    • 1. 4. Методы исследования транспортных свойств мембран типа Нафион
      • 1. 4. 1. Измерение ионной проводимости
      • 1. 4. 2. Спектроскопия ЯМР
      • 1. 4. 3. Диффузионные эксперименты
  • 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
    • 2. 1. Модификация мембран
      • 2. 1. 1. Модификация мембран методом in situ
      • 2. 1. 2. Модификация мембран методом отливки
      • 2. 1. 3. Получение мембран с градиентным распределением допанта
    • 2. 2. Методы исследования
  • 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
    • 3. 1. Исследование композиционных мембран МФ-4СК, содержащих оксид циркония
    • 3. 2. Исследование композиционных мембран МФ-4СК, содержащих оксид кремния
    • 3. 3. Исследование композиционных мембран МФ-4СК, содержащих оксид кремния и гетерополисоединения
    • 3. 4. Изучение ионного переноса и особенностей гидратации катионов в модифицированных мембранах МФ-4СК
    • 3. 5. Свойства мембран с градиентным распределением допанта
  • 4. ВЫВОДЫ

Топливные элементы (ТЭ) являются одними из наиболее перспективных альтернативных источников энергии. В настоящее время для конструирования низкотемпературных ТЭ применяют перфторированные сульфокатионообменные мембраны типа Нафион и их российский аналог — мембрану МФ-4СК, которые обладают хорошими транспортными свойствами. Однако существует ряд проблем, ограничивающих их практическое применение: узкий интервал рабочих температур и необходимость поддержания высокой влажности для обеспечения удовлетворительных значений проводимости, что существенно усложняет конструкцию ТЭ. Одним из способов оптимизации свойств подобных мембран является создание гибридных материалов, содержащих различные добавки. В качестве перспективных допирующих агентов можно рассматривать соединения, обладающие высокой сорбционной способностью, или соединения, имеющие подвижные ионы. Однако представляется важным не только получение материалов с улучшенными характеристиками и их исследование, но также и изучение причин изменения их свойств. Несмотря на то, что такие знания могут позволить проводить направленный синтез материалов с заданными свойствами, в литературе практически отсутствуют сведения о возможных причинах изменения транспортных характеристик мембран при создании гибридных материалов такого рода. Интересным подходом также представляется получение образцов с градиентным распределением допанта по толщине мембраны, которые могут характеризоваться асимметрией транспортных свойств. Таким свойством обладает, например, кожная ткань живых организмов, и оно может быть интересно, в частности, для создания систем водоочистки, разделения ионов.

Цель настоящей работы.

Цель настоящей работы заключалась в создании новых гибридных материалов с улучшенными характеристиками на основе перфторированной ионообменной мембраны МФ-4СК и различных неорганических допантов, а также в изучении процессов ионного переноса в них с использованием различных физико-химических методов. Для выполнения поставленных целей представлялось необходимым решение следующих задач:

• разработать методы синтеза гибридных мембран МФ-4СК с различным содержанием допанта путем его внедрения в матрицу готовой мембраны (метод in situ) и путем формирования мембраны из раствора полимера в присутствии частиц допанта или прекурсора для их дальнейшего получения (метод отливки). В качестве допантов были выбраны гидратированные оксиды кремния и циркония, а также фосфорно-вольфрамовая гетерополикислота (ФВК) и ее цезиевая соль;

• исследовать состояние и ионную подвижность протонов и катионов щелочных металлов в условиях различной температуры и влажности;

• изучить диффузионные характеристики полученных материалов, находящихся в контакте с растворами солей щелочных металлов и кислот различной концентрации;

• разработать методы синтеза гибридных мембран с градиентным распределением допанта по толщине и оценить ассиметрию ионного переноса в них.

Научная новизна.

В данной работе разработаны методы модификации мембран МФ-4СК, позволяющие получать материалы с высокими значениями проводимости, в том числе при низкой влажности (ст=0,0017 Ом" 1 см" 1 при 9% влажности). Проведено систематическое исследование влияния допирующих агентов на свойства гибридных материалов на основе мембраны МФ-4СК. Впервые разработаны способы модификации, позволяющие получать материалы с градиентным распределением допанта, которые обладают асимметрией ионного транспорта. Для объяснения причин роста проводимости гибридных мембран предложена теория полуэластичности стенок их пор. Показано, что в области низкой влажности дополнительный вклад в увеличение проводимости таких систем вносит перенос протонов по поверхности внедренных наночастиц.

Практическая значимость.

Получены материалы с высокими значениями протонной проводимости, в том числе и при пониженной влажности, которые могут рассматриваться в качестве перспективных мембран для создания низкотемпературных топливных элементов. Выявлены причины изменения проводимости мембран при их модификации. Сделано предположение о том, что введение допантов приводит к изменению структуры пор и каналов мембраны и облегчению переноса ионов в ней. Обнаруженные закономерности и подходы к модификации могут позволить получать материалы с заданными свойствами.

Синтезированы материалы с градиентным распределением оксида циркония по толщине, обладающие улучшенными диффузионными характеристиками и асимметрией ионного переноса. Данный эффект может быть использован для интенсификации процессов очистки воды и концентрирования растворов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методы синтеза гибридных мембран МФ-4СК с различным содержанием оксидов кремния, циркония и ФВК методом in situ (внедрение допантов в матрицу готовой мембраны) и методом отливки (формирование мембраны из раствора полимера в присутствии частиц допанта или прекурсора для их дальнейшего получения).

2. Результаты исследования ионной проводимости гибридных материалов на основе мембраны МФ-4СК в условиях различной температуры и относительной влажности.

3. Результаты исследования ионной подвижности протонов и катионов щелочных металлов и процессов самодиффузии воды в исходной и модифицированных мембранах методами спектроскопии ЯМР и ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля.

4. Данные по диффузионной проницаемости и асимметрии ионного переноса композиционных мембран.

Личный вклад автора. Диссертантом получены основные экспериментальные результаты и проведена их обработка, осуществлен синтез исследуемых образцов, изучены их транспортные свойства, сформулированы положения, выносимые на защиту, и выводы.

Апробация работы.

Результаты исследований представлены на Российской конференции с международным участием «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (Краснодар, 2007) — IV Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах ФАГРАН-2008» (Воронеж, 2008) — международной конференциии «Permea 2009» (Чехия, Прага, 2009) — XIX Менделеевской конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 2009) — 11-ой международной конференции «Network young membranes 2009» (Франция, Мезе, 2009) — 2-ом международном форуме по нанотехнологиям Rusnanotech (Москва, 2009) — V Российской конференции «Физические проблемы водородной энергетики» (Санкт-Петербург, 2009) — 9-м Международном симпозиуме «Systems with fast ionic transport» (Латвия, Рига, 2010) — международной конференции «Ion transport in organic and inorganic membranes» (Краснодар, 2010) — 7-ом Международном симпозиуме «NMR in Heterogeneous systems» (Санкт-Петербург, 2010).

Работа выполнялась в рамках плана НИР Учреждения Российской академии наук «Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН», при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 07−08−602-а), программы Президиума РАН «Основы фундаментальных исследований нанотехнологий и наноматериалови др.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 20 работ, из них 9 статей в рецензируемых журналах, входящих в перечень изданий ВАК РФ, 1 патент, 10 докладов на Российских и международных конференциях.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 126 страницах печатного текста, содержит 8 таблиц и 42 рисунка. Спискок цитируемой литературы содержит 138 наименований.

4. ВЫВОДЫ.

1. Получены гибридные материалы на основе мембраны МФ-4СК с внедренными наночастицами оксидов кремния и циркония и фосфорно-вольфрамовой гетерополикислоты размером <10 нм.

2. Показано, что модификация мембраны приводит к росту ее влагосодержания и позволяет значительно увеличить протонную проводимость, в том числе при низкой влажности. Одновременное введение оксида кремния и фосфорно-вольфрамовой гетерополикислоты приводит к росту проводимости на 2,5 порядка по сравнению с исходным материалом при влажности 9%.

3. Изучены зависимости протонной проводимости от состава мембран. Показано, что максимальной проводимостью обладают гибридные материалы, содержащие 3 мас.% 8Ю2 и 5 мас.% ХгОгПри введении оксидов в количестве 10 мас.% и более проводимость резко уменьшается.

4. На основании данных импедансной и ЯМР спектроскопии выявлены причины изменения свойств мембраны МФ-4СК при модификации. Показано, что внедрение частиц допанта в матрицу мембраны приводит к изменению ее структуры пор и каналов. На основании полученных данных предложена теория о полуэластичности стенок пор мембраны, позволяющая объяснить причины изменения транспортных свойств гибридных мембран.

5.

Введение

в матрицу мембраны МФ-4СК оксида циркония приводит к увеличению селективности переноса катионов.

6. Разработан способ получения гибридных мембран с анизотропным распределением допанта по толщине. Показано, что такие материалы характеризуются асимметрией ионного переноса до 87% в разбавленных растворах.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Б. Химия твердого тела. М.:Научный мир. 2009. 328 С.
  2. Иванов-Шиц А.К., Мурин И. В. Ионика твердого тела. Том 2. Сп-Б.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2010. 1000 с.
  3. D.J., Roziere J. // Handbook of Fuel Cells Fundamentals, Technology and Applications. V. 3: Fuel Cell Technology and Applications. Eds. Vielstich W., Gasteiger H.A., Lamm A. 2003. John Wiley & Sons, Ltd. 447 P.
  4. А. В., Писарев P. В. Сульфосодержащие органические и органо-неорганические соединения и материалы с высокой протонной проводимостью. // Альтернативная энергетика и экология. 2008. Т. 58. № 2. С. 107−115.
  5. А.В., Писарев Р. В., Добровольский Ю. А. Влияние влажности воздуха на протонную проводимость некоторых аминобензолсульфокислот. // Электрохимия. 2009. Т. 45. № 6. С. 740−743.
  6. Kreuer K.D., Rabenau A., Weppner W. Vehicle Mechanism, A New Model for the Interpretation of the Conductivity of Fast Proton Conductors // Angew. Chem. 1982. V. 21. N 3. P. 208−209.
  7. А.Б. Протонная проводимость неорганических гидратов. // Успехи химии. 1994. Т. 63. №. 5. С. 449−455.
  8. Childs Р.Е., Halstead Т.К., Howe А.Т., Shilton M.G. N.M.R. study of hydrogen motion in hydrogen uranyl phosphate (HUP) and hydrogen uranyl arsenate (HUAs). II Mat. Res. Bull. 1978. V. 13. P. 609−619.
  9. JI.B., Филимонов В. А. Механизм протонной проводимости в U02HP04 4Н20. II Неорган, матер. 1988. Т. 24. № 8. С. 1327−1331.
  10. .С., Ярославцев А. Б. Диффузия атомов и ионов в твердых телах. М.: Изд-во МИСИС. 2005. 362 с.
  11. Kreuer K.D., Stoll A.I., RabenauA. Proton conductivity of H3OUO2ASO4.3H2O (HUAs) under pressure indication for transition from vehicle mechanism to grotthuss mechanism. // Solid state ionics. 1983. V. 9−10. P. 1061−1064.
  12. Weppner W. Trends in new materials for solid electrolytes and electrodes. U Solid state ionics. 1981. V. 5. P. 3−8.
  13. Childs P.E., Howe A.T., Shilton M.G. Battery and other applications of a new proton conductor: Hydrogen uranyl phosphate tetrahydrate, HU02P04.4H20. II J. Power sources. 1978. V. 3. N 1. P. 105−144.
  14. Kreuer K.D., Weppner W., Rabenau A. Investigation of proton-conducting solids. II Solid state ionics. 1981. V. ¾. P. 353−358.
  15. Nakamura O., Kodama Т., Ogino I., Miyake Y. High-conductivity solid proton conductors: dodecamolybdophosphoric acid and dodecatungstophosphoric acid crystals. // Chem. Lett. 1979. V. 8. N 1. P. 17−18.
  16. А.И., Леонова Л. С., Укше E.A. Зависимость протонной проводимости гетерополикислот от степени гидратации. // Электрохимия. 1987. Т. 23. № 10. С. 1349−1353.
  17. Hardwick A., Dikens P.G., Slade R.C.T. Investigation of H+ motion in the 21-hydrates of 12-tungstophosphoric and 12-molybdophosphoric acids by conductivity and pulsed H NMR measurements. // Solid State Ionics. 1984. V. 13. P. 345−350.
  18. ChowdhryU., Barkley J.R., English A.D., Sleight A.W. New inorganic proton conductors. II Mat. Res. Bull. 1982. V. 17. P. 917−933.
  19. Dzimitrowicz D.J., Goodenough J.B., Wiseman P.G. A.C. proton conduction in hydrous oxides. I I Mater. Res. Bull. 1982. V. 17. P. 971−979.
  20. Alberti G., Torracca E. Electrical conductance of amorphous zirconium phosphate in various salt forms. UJ. Inorg. Nucl. Chem. 1968. V. 30. P. 1093−1099.
  21. Hamlen R.P. Ionic conductivity of zirconium phosphate. // J. Electrochem. Soc. 1962. V. 109. P. 746−749.
  22. Alberti G., Casciola M., Costantino U., Leonardi M. Conductivity of anhydrous pellicular zirconium phosphate in hydrogen form. // Solid state ionics. 1984 V. 14. P. 289−295.
  23. Merinov B.V., Bismayer U. Atomic level mechanism of proton transport in alkali metal hydrogen sulfate and selenate superionic conductors. // Solid state ionics. 2000. V. 136−137. P. 223−227.
  24. А.Б., Никоненко В. В. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применение. // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 3. С. 8−29.
  25. Zhang J.L., Xie Z., Zhang J., Tang Y., Song C., Navessin Т., Shi Z., SongD., Wang H., Wilkinson D-P., Liu Z-S., Holdcroft S. High temperature PEMFC. И J. Power Sources. 2006. V. 160. P. 872−891.
  26. Roziere J., Jones D. Non fluorinated polymer materials for PEMFC. // Ann.Rev.Mater Res. 2003. V. 33. P. 503−555.
  27. Hamrock S.J.- Yandrasits M.A. Proton exchange membranes for fuel cell applications. И Polym. Rev. 2006. V. 46. P. 219−244.
  28. Yang C., Costamagna P., Srinivasan S., Benziger J., Bocarsly A.B. Approaches and technical challenges to high temperature operation of PEMFC. II J. Power Sources. 2001. V. 103. P. 1−9.
  29. Shao Y., Yin G., Wang Z., Gao Y. PEMFC from low temperature to high temperature: material challenges. // J. Power Sources. 2007. V. 167. P. 235−242.
  30. Pourcelly G. Membranes for low and medium temperature fuel cells. State of the art and new trends. // Rus. J. membrane and membrane technologies. 2011. V. l. N 1. In press.
  31. Schuster M. F-H., Meyer W.H. Anhydrous proton conducting polymers. // Ann. Rev. Mater Res. 2003. V. 33. P. 233−261.
  32. Weber J., Kreuer K.D., Maier J., Thomas A. Proton conductivity enhancement by nanostructural control of poly (benzimidazole)-phosphoric acid adducts. I I Adv. Mater. 2008. V. 20. P. 2595−2598.
  33. Ma Y.L., Wainright J.S., Litt M.H., Savinell R.F. Conductivity of PBI membrane for high temperature PEMFC. // J.Electrochem.Soc. 2004. V. 151. P. 8−16.
  34. Herring A-M. Inorganic-polymer composite membranes for PEMFC. // Polym Rev. 2006. V. 46. P. 245−296.
  35. Kreuer K.D. On the development of proton conducting materials for technological applications. II Solid state ionics. 1997. V. 97. P. 1−15.
  36. Jones D.J., Rozeire J. Recent advances in the functionalisation of polybenzimidazole and polyetherketone for fuel cell applications. // J. Membr. Sci. 2001. V. 185. P. 41−58.
  37. Lakshmi V. V., Choudhary V., Varma I. K. Sulphonated Poly (ether ether ketone): Synthesis and Characterization. // Macromol. Symp. 2004. V. 210. P. 21−29.
  38. Li L., Zhang J., Wang Yu. Sulfonated polyether ether ketone membranes cured with differentmethods for direct methanol fuel cells. // J. Mater. Sci Letters. 2003. V. 22. P. 1595−1597.
  39. Xing P., Robertson G.P., Guiver M.D., Mikhailenko S.D., Wang K., Kaliaguine S. Synthesis and characterization of sulfonated poly (ether ether ketone) for proton exchange membranes. // J. Membr. Sci. 2004. V. 229. P. 95−106.
  40. Ye G., Mills C.M., Goward G.R. Influences of casting solvents on proton dynamics within sulfonated polyether ether ketones (S-PEEKs) studied using high-resolution solid-state NMR. // J. Membr. Sci. 2008. V. 319. N. 1−2. P. 238−243.
  41. Li Q.F., Hjuler H.A., Bjerrum N.J. Phosphoric acid doped polybenzimidazole membranes: Physiochemical characterization and fuel cell applications. II J. Appl. Electrochem. 2001. V. 31. № 7. P. 773−779.
  42. Asensio J.A., Borros S., Gomez-Romero P. Proton-conducting membranes based on poly (2,5-benzimidazole) (ABPBI) and phosphoric acid prepared by direct acid casting II J. Membr. Sei. 2004. V. 241. № 1. P. 89−93.
  43. Zhai Y.F., Zhang H.M., Liu G., Hu J., Yu B. Degradation Study on MEA in H3PO4/PBI High-Temperature PEMFC Life Test. // J. Electrochem. Soc. 2007. V. 154. № 1. P. B72-B77.
  44. Elvington M.C., Colyn-Mercado H., McCatty S., Stone S.G., Hobbs D.T. Evaluation of proton-conducting membranes for use in a sulfur dioxide depolarized electrolyzer. // J. Power Sources. 2010. V. 195. P. 2823−2829.
  45. Bhadra S., Kim N.H., Choi J.S., Rhee K.Y., Lee J.H. Hyperbranched poly (benzimidazole-co-benzene) with honeycomb structure as a membrane for high-temperature proton-exchange membrane fuel cells. // J. power sources. 2010. V. 195. P. 2470−2477.
  46. Matar S., Higier A., Liu H. The effects of excess phosphoric acid in a Polybenzimidazole-based high temperature proton exchange membrane fuel cell. HJ. power sources. 2010. V. 195. P. 181−184.
  47. Xu T. Ion exchange membranes: State of their development and perspective. II J. Membrane Sei. 2005. V. 263. P. 1−29.
  48. Mauritz K.A., Moore R.B. State of Understanding of Nation. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 4535−4585.
  49. D.J. // Du Pont Innovation. 1973. V. 4. № 3. P. 10−13.
  50. Hsu W.Y., Gierke T. D. J. Ion transport and clustering in nafion perfluorinated membranes. H J. Membr. Sei. 1983. V. 13. P. 307−326.
  51. Gebel G. Structural evolution of water swollen perfluorosulfonated ionomers from dry membrane to solution. // Polymer. 2000. V. 41. N. 15. P. 5829−5838.
  52. Gierke T.D., Munn G.E., Wilson F.C. The morphology in Nafion perfluorinated membrane products, as determined by wide- and small-angle X-ray studies. // Polym. Sci., Polym. Phys. 1981. V. 19. P. 1687−1704.
  53. Kreuer K.-D., Paddison S.J., Spohr E., Schuster M. Transport in Proton Conductors for Fuel-Cell Applications: Simulations, Elementary Reactions, and Phenomenology. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 4637−4678.
  54. A.H., Ребров A.B., Якунин A.H., Боговцева Л. П., Тимашев С. Ф., Бакеев Н. Ф. Структурные изменения в перфторированных мембранах в процессах омыления и ориентационной вытяжки. // Высокомолек. соед. Серия. А. 1986. Т. 28. № 2. С. 254−259.
  55. Н.П., Тимофеев С. В., Ролле A.-JL, Федорович Н. В., Дюран-Видаль С. Электротранспортные и структурные свойства перфторированных мембран Нафион и МФ-4СК. // Электрохимия. 2002. Т. 38. № 8. С. 1009−1015.
  56. Berezina N.P., Timofeev S.V., Kononenko N.A. Effect of conditioning techniques of perfluorinated sulphocationic membranes on theirhydrophylic and electrotransport properties. //J. Membr. Sci. 2002. V. 209. N2. P. 509−518.
  57. Jones D.J., Roziere. Advances in the development of inorganic-organic membranes for fuel cells applications. IIAdvances in pol. sci. 2008. V. 215. P. 219 264.
  58. Liang C.C. Conduction characteristics of the lithium iodide-aluminum oxide solid electrolytes. II J.Electrochem.Soc. 1973. V. 120. P. 1289−1292.
  59. Alberti G., Casciola M. Composite membranes for medium temperatire РЕМ fuel cells. II Ann. Rev. Mat. Res. 2003. V. 33. P. 129−154.
  60. Staiti P., Freni S., Hocevar S. Synthesis and characterization of proton-conducting materials containing dodecatungstophosphoric and dodecatungstosilic acid supported on silica. // J. Power Sources. 1999. V. 79. P. 250−255.
  61. И.А., Ильина A.A., Пинус И. Ю., Сергеев В. Г., Ярославцев А. Б. Проводящие свойства в системах на основе высокомолекулярных сульфокислот и полианилина. // Известия АН. Серия Химическая. 2008. № 11. С. 2217−2220.
  62. Sanchez С., Julian В., Belleville P., Popall М. Applications of hybrid organic-inorganic nanocomposites. // J. Mater. Chem. 2005. V. 15. P. 3559−3592.
  63. A.C., Новикова C.A., Стенина И. А., Ярославцев А. Б. Ионный перенос в катионо обменных материалах МФ-4СК, модифицированных кислым фосфатом циркония. // Жури, неорган, химии. 2006. Т. 51. № 5. С. 767−772.
  64. Aparicio М., Mosa J., Sanchez F., Duran A. Synthesis and characterization of proton-conducting sol-gel membranes produced from 1,4bis (triethoxysilyl)benzene and (3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane // J. Power Sources. 2005. V. 151. P. 57−62.
  65. Bonnet B, Jones DJ, Roziere J, et al. Hybrid organic inorganic membranes for a medium temperature fuel cell. // J. New Mater Electrochem Syst. 2000. V. 3.P. 87−92.
  66. Staiti P, Arico" AS, Baglio V, Lufrano F, Passalacqua E, Antonucci V. Hybrid Nafion-silica membranes doped with heteropolyacids for application in direct methanol fuel cells. // Solid state ionics. 2001. V. 145. P. 101−107.
  67. Tazi B, Savadogo O. Parameters of PEM fuel-cells based on new membranes fabricated from Nation, silicotungstic acid and thiophene. // ElectrochimActa. 2000. V. 45. P. 4329−4339.
  68. Navarra M.A., Abbati C, Scrosati B. Properties and fuel cell performance of a Nafion-based, sulfated zirconia-added, composite membrane. // J. Power Sources. 2008. V. 183. P. 109−113.
  69. Antonucci P.L., AricT A.S., CretM P., Ramunni E., Antonucci V. Investigation of a direct methanol fuel cell based on a composite Nafion®-silica electrolyte for high temperature operation. // Solid State Ionics. 1999. V. 125. P. 431−437.
  70. Sacca A., Carbone A., Passalacqua E., D’Epifanio A., Licoccia S., Traversa E., Sala E., Traini F., Ornelas R. Nafion-Ti02 hybrid membranes for medium temperature polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). // J. Power Sources. 2005. V. 152. P. 16−21.
  71. Shao Z.G., Xu H., Li M., Hsingl-M. Hybrid Nafion-inorganic oxides membrane doped with heteropolyacids for high temperature operation of proton exchange membrane fuel cell. // Solid state ionics. 2006, V. 177. P. 779−785.
  72. Silva V.S., Ruffmann B., Silva H., Silva V.B., Mendes A., Madeira L.M., Nunes S. Zirconium oxide hybrid membranes for direct methanol fuel cells—Evaluation of transport properties. // J. Membr. Sci. 2006. V. 284. P. 137−144.
  73. Sacca A., Gatto I., Carbone A., Pedicini R., Passalacqua E. Zr02-Nafion composite membranes for polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) at intermediate temperature. //J. Power Sources. 2006. V. 163. P. 47−51.
  74. Sahu A.K., Selvarani G., Pitchumani S., Sridhar P., Shukla A.K. A sol-gel modified alternative Nafion-silica composite membrane for polymer electrolyte fuel cells. H J. Electrochem. Soc. 2007. V. 154. P. B123-B132.
  75. Yen C.-Y., Lee C.-H., Lin Y.-F., Lin H.-L., Hsiao Y.-H., Liao S.-H., Chuang C.-Y., Ma C.-C.M. Sol-gel derived sulfonated-silica/Nafion® composite membrane for direct methanol fuel cell. // J. Power Sources.2007. V. 173. P. 36−44.
  76. Park K.T., Jung U. H, Choi D.W., Chun K., Lee H.M., Kim S.H. Zr02-Si02/Nafion® composite membrane for polymer electrolyte membrane fuel cells operation at high temperature and low humidity. // J. Power Sources.2008. V. 177. P. 247−253.
  77. Jian-hua T., Peng-fei G., Zhi-yuan Z., Wen-hui L., Zhong-qiang Z. Preparation and performance evaluation of a Nafion-Ti02 composite membrane for PEMFCs. // International J. Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 5686−5690.
  78. Pan J., Zhang H., Chen W., Pan M. Nafion-zirconia nanocomposite membranes formed via in situ sol-gel process. // Intern.J.Hydrogen Energy. 2010. V. 35 P. 2796−2801.
  79. Adjemian K.T., Lee S.J., Srinivasan S., Benziger J., Bocarsly A.B. Siliconoxide nafion composite membranes for proton-exchange membrane fuelcell operation at 80−140°C. // J. Electrochem. Soc. 2002. V. 149. P. A256-A261.
  80. Navarra M.A., Croce F., Scrosati B. New high temperature superacid zirconia-doped Nafion composite membranes. // J. Mater. Chem. 2007. V. 17. P. 3210−3215.
  81. Yang C., Srinivasan S., Bocarsly A.B., Tulyani S., Benziger J.B. A comparison of physical properties and fuel cell performance of Nafion® and zirconium phosphate/Nafion® composite membranes. // J. Membrane Sci. 2004. V. 237. P. 145−161.
  82. Costamagna P, Yang C, Bocarsly AB, Srinivasan S. Nafion-115 Zirconium phosphate composite membranes for operation of PEMFCs above 100 °C. // Electrochem. Acta. 2002. V. 47. P. 1023−1033.
  83. Yang C., Srinivasan S., AricT A.S., CretM P., Baglio V., Antonucci V. Composite nafion/zirconium phosphate membranes for direct methanol fuel cell operation at high temperature. H Electrochem. Solid-State Lett. 2001. V. 4. P. A31-A34.
  84. Bauer F., Willert-Porada M. Comparison between nafion® and a nafion® zirconium phosphate nano-composite in fuel cell applications. И Fuel Cells. 2006. V. 6. P. 261−269.
  85. А.Б. Ионный транспорт в нанокомпозитах. // Ж. российского химического общества. 2009. Т. 53. № 2. С. 131−141.
  86. ShaoZ.-G., Joghee P., Hsin I-M. Preparation and characterization of hybrid Nafion-silica membrane doped with phosphotungstic acid for high temperature operation of proton exchange membrane fuel cells. // J. Membr. Sci. 2004. V. 229. P. 43−51
  87. Xu W., Lu T., Liu C., Xing W. Low methanol permeable composite Nafion/silica/PWA membranes for low temperature direct methanol fuel cells. // Electrochim. Acta. 2005. V. 50. P. 3280−3285.
  88. Ramani V., Kunz H.R., Fenton J.M. Metal dioxide supported heteropolyacid/Nafion® composite membranes for elevated temperature/low relative humidity PEFC operation. // J. Membr. Sci. 2006. V. 279. P. 506−512.
  89. Mahreni A., Mohamad A.B., Kadhum A.A.H., Daud W.R.W., Iyuke S.E. Nafion/silicon oxide/phosphotungstic acid nanocomposite membrane with enhanced proton conductivity. II J. Membr. Sci. 2009. V. 327. P. 32−40.
  90. Maier J. Mass and charge transport involving interfaces. // J. Eur. Cheramic Soc. 1999. V. 19. P. 675−681.
  91. Barthet C., Guglielmi M., spects of the conducting properties of nafion doped polyaniline. II Electrochim. Acta. 1996. V. 41. P. 2791−2798.
  92. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A., Voropaeva E.Yu., Ilyina A.A. Ion transfer in composite membranes based on MF-4SC incorporating nanoparticles of silica, zirconia and polyaniline. H Pol. Adv. Tech. 2009. V. 20. P. 566−570.
  93. Wang C.-H., Chen C.-C., Hsu H.-C., Du H.-Y., Chen C.-P., Hwang J.-Y.,
  94. Chen L.C., Shih H.-C., Stejskal J., Chen K.H. Low methanol-permeable121polyaniline/Nafion composite membrane for direct methanol fuel cells. //J. Power sources. 2009. V. 190. P. 279−284.
  95. Yang J., Shen P.K., Varcoe J., Wei Z. Nafion/polyaniline composite membranes specifically designed to allow proton exchange membrane fuel cells operation at low humidity. // J. Power sources. 2009. V. 189. P. 1016−1019.
  96. ZhianiM., Gharibi H., Kakaei K. Optimization ofNafion content inNafion-polyaniline nano-composite modified cathodes for PEMFC application. // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 9261−9268.
  97. Novikova S.A., Yurkov G.Yu., Yaroslavtsev A.B. Synthesis and transport properties of membrane materials with incorporated metal nanoparticles // Mend. Comm. 2010. V. 20. P. 89−91.
  98. Иванов-Шиц A.K., Мурин И. В. Ионика твердого тела. Т1. СПб: Изд-во: С.-Петерб. ун-та. 2000. 616 с.
  99. Воуег С., Gamburzev S., Velev О., Srinivasan S., Appleby A.J. Measurements of proton conductivity in the active layer of РЕМ fuel cell gas diffusion electrodes. // Electrochim. Acta. 1998. V. 43. P. 3703−3709.
  100. JI.B., Демина О. А., Дворкина Г. А., Паршиков С. Б., Ларше К., Оклер Б., Березина Н. П. Сравнительное изучение методов определения удельной электропроводности ионообменных мембран. // Электрохимия. 2001. Т. 37. № 3. С. 328−335.
  101. Glueckauf E. A new approach to ion exchange polymers. // J. Proc. Roy. Soc. 1962. V. 268. P. 350.
  102. B.M. Ядерный резонанс в ионных кристаллах. Новосибирск. Наука. 1981.225 с.
  103. В.П., Привалов В. И. Магнитный резонанс тяжелых ядер в исследовании координационных соединений. И Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Сер. Строение молекул и химическая связь. М. 1989. Т. 13. 135 с.
  104. Kaufmann E.N., Shenoy G.K. Nuclear and Electron Resonance Spectroscopies Applied to Materials Science. Elsevier science ltd. 1981. 570 p.
  105. Diebler H., Eigen. M. Das Relax-ationszeitspectrum der chemischchen gleicjgewichtseinstellung in wasserigen losungen von berrylium sulfat // Z. Phys. Chem. (Muenchen). 1959. V. 20. P. 299−306.
  106. Komoroski R. A., Mauritz K.A. A sodium-23 nuclear magnetic resonance study of ionic mobility and contact ion pairing in a perfluorosulfonate ionomer. II J. Am. Chem. Soc. 1978. V. 100, P. 7487−7489.
  107. А.И., Скирда В. Д., Фаткуллин Н. Ф. Самодиффузия в растворах и расплавах полимеров. Казань: Изд-во Казанского университета. 1987. 233 с.
  108. В.В., Котов В. Ю., Федотов Ю. А., Ярославцев А. Б. Исследование катионной диффузии через ионообменные мембраны. // Журн. неорган, химии. 2002. Т. 47. N 3. С. 365−369.
  109. Verbrugge М. W., Hill R. F. Ion and solvent transport in ion-exchange membranes: II. a radiotracer study of the sulfuric-acid, Naflon-117 system. II J. Electrochem. Soc. 1990. V. 137. P. 893−899.
  110. Huang K.L., Holsen T.M., Selman J.R. Anion partitioning in and diffusion through a Nafion membrane. // Ind. Eng. Chem. Res. 2003. V. 42. N 15. P. 3620−3625.
  111. Pourcelly G., Lindheimer A., Gavaeh C. Electrical transport of sulfuric acid in Nafion perfluorosulfonic membrane. // J. Electroanal. Chem. 1991. V. 305. P. 97−113.
  112. С.Г., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения (под редакцией Дытнерского Ю. И.). Химия. Москва. 1981. 464 с.
  113. Н.П., Кононенко Н. А., Дворкина Г. А., Шельдешов Н. В., Физико-химические свойства ионообменных материалов. Краснодар: Изд-во КубГУ. 1999. 82 С.
  114. А.Б., Ярославцева Е. М., Чуваев В. Ф. Строение, свойства и электропроводность 12-вольфрамофосфатов калия, рубидия и цезия. // Ж. неорган, химии. 1994. Т. 39. № 6. С. 948−950.
  115. Н.Ф. Композиционные твердые электролиты. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН. 2008. 258 с.
  116. А.Б., Никоненко В. В., Заболоцкий В. И. Ионный перенос в мембранных и ионообменных материалах. // Успехи химии. 2003. Т. 72. N5. С. 438−470.
  117. Maier J. Ionic conduction in space charge regions. // Prog. Solid State Chem. 1995. V. 23. P. 171−263.
  118. Novikova S.A., Safronova E.Yu., Lysova AA., Yaroslavtsev A.B. Influence of incorporated nanoparticles on MF-4SC membrane ion conductivity. // Mend. Commun. 2010. V. 20. P. 156−157.
  119. Roman H.E., Bunde A., Dieterich W. Conductivity of dispersed ionic conductors: A percolation model with two critical points. // Phys. Rev. B. 1986. V. 34. P. 3439−3445.
  120. Bunde A. Application of percolation theory in composites and glasses. // Solid State Ionics. 1995. V. 75. P. 147−155.
  121. В.И., Никоненко B.B. Перенос ионов в мембранах. М.: Изд-во Наука. 1996. 392 с.
  122. В.Ю., Ярославцев А. Б. Протонная подвижность в неорганических гидратах кислот и кислых солей. // Известия АН. Серия химическая. 2002. Т. 4. С. 515−528.
  123. Gorbatchev D.L., Yaroslavtsev A.B. Proton mobility in the solid inorganic hydrates of acids and acid salts. II J. Mol. Str. 1997. V. 416. P. 63−67.
  124. Kreuer K.D., Hampele M., Dolde L., Rabenau A. Proton transport in some heteropolyacidhydrates a single crystal PFG-NMR and conductivity study. II Solid State Ionics. 1988. V. 28−30. P. 589−593.
  125. В.И., Сидоренкова Е. А., Тимашев С. Ф., Лакеев С. Г. Состояние и диффузионная подвижность воды в перфторированных сульфокатионитовых мембранах по данным протонного магнитного резонанса. // Журн. физ. химии. 1993. Т. 67. № 5 .С. 1014−1018.
  126. З.Н., Чуваев В. Ф., Ярославцев А. Б. Состояние гидратированных форм протона в неорганических кислотах и кислых солях. Н Журн. неорган, химии. 1990. Т. 35. № 7. С. 1645−1655.
  127. В.В., Мчедлишвили Б. В., Ролдугин В. И., Иванчев С. С., Ярославцев А. Б. Мембраны и нанотехнологии. // Росс, нанотехнологии. 2008. Т. 3. № 11−12. С. 67−101.
  128. Amphlett C.B. Inorganic Ion Exchangers. Elsevier Publ. Сотр. Amsterdam-London-New York. 1964. 180 p.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!