Топливные элементы с твердым полимерным электролитом

Топливные элементы с твердым полимерным электролитом

I

С.И. Козлов, доктор технических наук,

В.Н. Фатеев, зам. директора Центра физико-химических технологий НИЦ «Курчатовский институт», профессор, д.х.н.

В статье описаны топливные элементы с твердым полимерным электролитом, которые используются на транспорте, в системах резервного (аварийное) энергообеспечения, автономного теплоэлектроснабжения зданий, сооружений. В частности, приведено описание водородных топливных элементов с ТПЭ. Дается схема топливного элемента с ТПЭ. Также рассмотрены проблемы, которые возникают при использовании топливных элементов с твердым полимерным электролитом.

__Ключевые слова:

топливные элементы, твердый полимерный электролит, катализатор.

П

ервые топливные элементы с твердым полимерным электролитом (ТЭТПЭ) (в англоязычной литературе принята аббревиатура PEM - Proton Exchange Membrane или Polymer Electrolyte Membrane) были созданы корпорацией General Electric в рамках американской космической программы Gemini в конце 60-х гг. прошлого века. В настоящее время топливные элементы этого типа являются наиболее перспективными для широкого круга задач. Например, большинство автомобилестроительных компаний мира (DaimlerChrysler, Ford, Mazda, Toyota, BMW, Renault, Peugeot и др.) либо готовят к серийному производству автомобили на водородных топливных элементах с ТПЭ (рис. 1), либо ведут интенсивные разработки в этой области.

Кроме транспорта, топливные элементы с ТПЭ начинают использовать для систем резервного (аварийное) энергообеспечения, автономного тепло-электроснабжения зданий, сооружений (рис. 2) [1]. В Германии уже запущено 50 систем энергоснабжения домов Vaillant

на топливных элементах с ТПЭ [2]. Топливные элементы с ТПЭ уже сейчас находят свое применение также для различного рода специальных целей (космос, армия, подводный флот и т.п.).

Разработкой и производством ТЭТПЭ занимается большое число компаний, среди которых можно выделить американские компании Plug Power, UTC, канадскую компанию Ballard Power Systems Inc., немецкую компанию Siemens. В России исследованиями и разработкой ТЭТПЭ занимается ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», РФЯЦ-ВННИИЭФ, ЦНИИ СЭТ, компания НИК НЭП, ФГУП «Красная Звезда», а также ряд других исследовательских организаций.

В качестве топлива в топливных элементах с ТПЭ используется либо водород (водородсодержащие смеси), либо метанол.

Поскольку ТЭТПЭ рассматриваются как наиболее перспективные ТЭ для широкомасштабного применения в различных областях и из-за отсутствия жидкого электролита имеют некоторые

Анодная реакция Н2 ^ 2Н+ + 2ё, £°1 = О В. В электрохимии используется относительная шкала потенциалов, и потенциал стандартного водородного электрода принимается за ноль (при условии, что платина в растворе кислоты с активностью ионов водорода, равной единице, омывается током водорода при давлении 0,1 МПа):

Р RT 1

Е1 =-In

1 zF

Катодная реакция

Г 2 а н,

р

н

2 J

O2+4e+4H+^2H2O, £",=+1,229 B:

Е = Е 20 + — ln 2 zF

Р О 2 а H

4 Л

+

а

H2 о

Активность воды в относительно разбавленных растворах, к которым можно отнести воду в мембране из ТПЭ, постоянна и часто принимается равной единице (ан 0 = 0,95 для 10%-го раствора Н2804 при 75 °С) [3].

Суммарная реакция: Н2 + 1/202 Н20.

Рис. 1. Водородный транспорт на топливных элементах: Opel HydroGen3; BMW i8; автобус Mercedes-Benz Citaro FuelCell

общие физико-химические особенности с другими перспективными ТЭ на основе твердого оксида, то такие ТЭ следует рассмотреть наиболее подробно (рис. 3 и 4).

Водородные топливные элементы с ТПЭ

Схематически топливный элемент с ТПЭ можно записать следующим об- Рис. 2. Системы энергоснабжения домов разом:

на топливных элементах с ТПЭ фирмы Ballard Power Systems Inc

2

46

При этом, кроме электроэнергии, выделяется некоторое количество теплоты.

Стандартное значение ЭДС такого топливного элемента при 25 °С: Е =Б02 - Еа1 = 1,229 В;

Е = Е0 +

ЯТ

1п

При рабочих температурах (80.. .90 °С) ЭДС при стандартных условиях чуть меньше (1,18 В), а на практике максимальное напряжение составляет ~ 1,0... 1,1 В при комнатной температуре, так как кислородный электрод (платина, на которой протекает восстановление кислорода), как и в случае щелочного топливного элемента, не является обратимым. Также, хотя и в меньшей степени, деполяризация

электродов происходит за счет взаимной диффузии газов через мембрану.

Одинаковые с водно-щелочным топливным элементом стандартные значения ЭДС обусловлены тем, что здесь и там протекает одна и та же суммарная реакция с одной и той же величиной ДС0, а потенциалы катодного и анодного процессов имеют одну и ту же зависимость от рН.

Соотношение между стандартными значениями потенциалов электродов в кислой (Ек) и щелочной (Ещ) средах задается уравнением

ЯТ

'к

Е -

щ р

1п К,

где КК= ан + аон воды.

ионное произведение

Водородный канал

Кислородный

Газодиффузионный

Твердый полимерный электролит

Биполярная пластина

Электрокаталитический слой

Суммарная реакция: 2Н + О2 ^ Н2О Рис. 3. Принципиальная схема топливного элемента с ТПЭ

47

Рис. 4. Мембранно-электродный блок ТЭТПЭ

В качестве электролита в ТЭТПЭ используется ионообменная мембрана, на поверхность которой нанесен каталитический слой (обычно Р1 на углеродном носителе). К поверхности каталитического слоя плотно прижаты пористые газодиффузионные слои (коллекторы тока) из углеродного материала, обычно образующие единое целое с мембраной (так называемый мембранно-электродный блок). Подвод реагентов и отвод продуктов реакции осуществляется по каналам биполярной пластины, изготавливаемой из углерода или металла (титан, нержавеющая сталь). Следует отметить, что отсутствие в системе жидкого электролита требует организации плотного контакта между электронными и ионными (мембрана) проводниками.

Рис. 5. Батарея NEXA топливных элементов фирмы Ballard Power Systems Inc. с электрической мощностью 1,2 кВт

Для достижения требуемого напряжения единичные ячейки (топливные элементы) последовательно соединяются в фильтр-прессованную конструкцию -батарею топливных элементов (рис. 5 и 6) [2, 4]. Соседние в батарее элементы разделены биполярной пластиной, которая является частью катодной камеры одной ячейки и одновременно частью анодной камеры другой ячейки.

Мембраны для топливных элементов с ТПЭ

В основном в топливных элементах с ТПЭ используются перфториро-ванные мембраны типа Nafion фирмы DuPont (США). Разработку, оптимизацию и производство протонообменных мембран на основе перфторирован-ных полимеров с функциональными сульфогруппами, ориентированных, в первую очередь, для использования в топливных элементах с ТПЭ, ведут также другие крупнейшие компании США, Японии, Канады, такие как Ballard Advanced Materials (мембрана BAM3G) [5], Asachi Glass Co. (мембраны Flemion, Asiplex-S) [3, 6, 7], Fumatek [8], 3М [9] и ряд других [4, 5, 10, 11]. Разработка и опытное производство ТПЭ ведется с середины 70-х гг. 20 века и в России в ОАО «Пластполимер» (перфторсульфо-новая протонообменная мембрана типа МФ-4СК) [12] (табл. 1).

Рис. 6. Батарея топливных элементов (вверху) и энергоустановка электрической мощностью 10 кВт, разработанная РНЦ «Курчатовский институт» совместно сЦНИИСЭТ

В отличие от электролизера воды, при работе которого мембрана, как пра-

вило, залита водой, и ее влагосодержание является высоким, в составе топливного элемента могут быть сложности с поддержанием влагосодержания на требуемом уровне. Дело в том, что в сухом состоянии мембрана является изолятором. При ее контакте с водой она набухает (влагосодержание в мембране обычно достигает 30...50 %), и происходит диссоциация сульфогрупп с одновременной гидратацией протонов, в результате чего ионы водорода получают возможность перемещаться в объеме полимера от одного электрода к другому.

Гидратированная мембрана по кислотным свойствам эквивалентна 10%-й серной кислоте. Вместе с гидратированным протоном переносятся молекулы воды (2,5-4,0 гидратных молекулы воды в случае электролиза и не более 1-2 молекул в случае топливного элемента). Очевидно, что протонная проводимость мембраны должна возрастать с увеличением концентрации сульфогрупп (увеличение обменной емкости или уменьшение эквивалентной массы, обратно пропорциональной ей) и влагосодержания в мембране. Однако увеличение концентрации сульфогрупп сопровождается снижением химической стойкости мембраны и может приводить к растворению низкомолекулярной фракции полимера. В связи с этим мембраны с высокой обменной емкостью, например, мембраны Dow (см. табл. 1), не показали принципиальных преимуществ перед мембраной Nafion.

В дальнейшем обменная емкость мембраны Nafion была повышена (табл. 2),

Таблица 1

Сравнительные физико-химические характеристики мембран Dow, Aciplex-S и Nafion

Мембрана Эквивалентная масса г/моль g о 33 Толщина сухой мембраны, мкм Влагоемкость, % Проводимость, П-1см-1

Dow 800 125 54 0,114

Aciplex-S 1000 120 43 0,108

Nafion 1100 100 34 0,059

Таблица 2

Характеристики перфорированных катионообменных мембран типа Nafion и МФ-4СК

Параметры ^сп-115 МФ-4СК

Толщина, мкм 127 135

Обменная емкость, мг-экв/г 0,89...1,00 0,89.1,10

Удельное сопротивление при 20 °С, Ом-м 0,12 0,15.0,20

Стандартная адсорбция воды при 20 °С, масс. % 30 22

Газопроницаемость, м3-м/м2-с-Па 5,3х10-16 2,0х10-13

Изменение размеров при гидратации (набухание), % 17 22

Максимальная температура термической стабильности, °С 150

Механическая прочность, кг/см2 5,3.7,0 4,7.6,5

Механическая прочность на разрыв при растяжении, кг/см2 140.210 137.176

и она стала основным материалом для ТЭТПЭ. Следует отметить, что характеристики отечественной мембраны МФ-4СК сопоставимы с №Аоп, однако отсутствие на данном этапе производства полимера для мембраны не позволяет рассматривать ее как успешный коммерческий продукт [13, 14].

Следует отметить, что сопротивление (проводимость) для всех мембран приводится в так называемой Н-форме, когда ионы водорода являются единственными катионами. При замещении ионов водорода даже на ионы щелочных металлов сопротивление возрастает примерно на порядок при 25 °С, а при замещении на ионы кальция, железа и т.п. наблюдается еще более значительный его рост. В связи с этим предъявляются очень высокие требования к коррозионной стойкости конструкционных материалов в ТЭТПЭ.

Особенностью ТПЭ на основе пер-фторированных полимеров является то, что сопротивление мембраны существенно зависит от ее влагосодержания и температуры, причем температура значительно влияет на влагосодержание. Электрическая проводимость мембраны может быть рассчитана по уравнению [15]

о (г, X) = ехр

1268

1

1

303 273+г

(0,005139 X-0,00326),

где Ь - температура мембраны, °С; X -число молекул воды на группу 80-(указанная формула справедлива при Х>1). Наибольшее значение X принимает при контакте мембраны с жидкой водой (Хтах = 16,8 при 80 °С). При отсутствии жидкой воды значения Хтах существенно уменьшается, особенно при повышенных температурах, и зависит от парциального давления паров воды.

Перфторированная основа мембраны обусловливает ее относительно высокие гидрофобные свойства, и при повышении температуры мембрана при контакте с газовой фазой достаточно быстро теряет воду, что ведет к росту ее сопротивления. Именно этот фактор предопределяет относительно низкие температуры эксплуатации ТЭТПЭ (обычно до 80 °С) и существенные технические проблемы со стабилизацией водного баланса системы. Следует отметить, что поскольку ионы Н+ переносятся к кислородному электроду в гидратиро-ванном состоянии (1-2 молекулы воды на ион), то это ведет к осушке и росту сопротивления, в первую очередь, слоя мембраны, контактирующего с водородным электродом. В связи с этим ведется интенсивный, но пока малоуспешный, поиск неперфторированных мембран с высокой химической стойкостью.

Для обеспечения стабилизации

Водородное топливо

шмшшж

\

50

влагосодержания (увлажнение) разрабатываются самоувлажняющиеся мембраны. Нужного эффекта добиваются введением в материал мембраны сорбентов воды, например, ТЮ2 и 8Ю2 [16], или катализаторов реакции образования воды из водорода и кислорода, диффундирующих через мембрану, например, наночастиц Р1 [17]. Решению проблемы водного баланса в мембране также способствует уменьшение ее толщины. В этом случае диффузионный перенос образующейся на кислородном электроде воды к водородному электроду компенсирует ее потери. Однако снижение толщины мембраны до менее 30...50 мкм маловероятно из-за увеличения скорости диффузионного переноса водорода через мембрану (уменьшение коэффициента использования топлива) и недостаточной механической прочности ее (возможность разрывов и проколов при сборке ТЭТПЭ и его эксплуатации).

Относительно низкие рабочие температуры ТЭТПЭ создают определенные проблемы с организацией теплоотвода,

например, при установке ТЭТПЭ на автомобиле. Кроме того, температурные ограничения обусловливают еще одну проблему - отравление платинового катализатора монооксидом углерода (CO) [18], присутствующим в топливе, полученном конверсией органического топлива. Оксид углерода прочно адсорбируется на поверхности платины, препятствуя адсорбции и окислению водорода, что снижает ток ТЭТПЭ (рис. 7) [19]. Повышение рабочей температуры мембраны до 180.200 °С позволяет практически полностью исключить эту проблему и использовать топливную смесь сразу после реактора сдвига с концентрацией СО около 1 % без дополнительной очистки.

Для исключения проблемы увлажнения и повышения рабочей температуры были предложены мембраны на основе аморфного термопластичного полимера - полибензимидазола. Например, фирма Celtec Membrane Celanese разработала мембраны на основе полибензи-мидазола с сорбированной в матрице

1,21-1-1-1-1-i-1-1-1-1-1-1-г

п_I ) I I I I I I _I I I

и 200 400 600 800 1000 1200

//мА-см-2

Рис. 7. Влияние примесей СО на плотность тока ТЭТПЭ при Тя=80° С, соотношении и давлении Н2/воздух соответственно 2/1,5 и 210/210 кПа с использованием М8-увлажнителя, мембраны Nafion, стандартного катода

Рис. 8. Химическая формула полимерных протонпроводящих мембран на основе полибензимидазола

мембраны фосфорной кислотой (рис. 8), обеспечивающей протонную проводимость. Компания РЕМЕА8 производит и продает мембранно-электродные блоки на основе таких мембран.

Предел термической стабильности полибензимидазольных мембран составляет около 200 °С. Полимер сохраняет необходимую ионную проводимость при низком парциальном давлении паров воды, но при контакте с жидкой водой фосфорная кислота может постепенно вымываться из мембраны, что ведет к росту сопротивления. Химическая стойкость мембраны достаточно высока по сравнению с другими известными неперфториро-ванными мембранами, что во многом обусловлено высокой температурой эксплуатации, способствующей удалению перекиси водорода.

Однако использование таких высокотемпературных полимерных мембран повышает требования к конструкционным материалам топливного элемента, в первую очередь, к их коррозионной стойкости. Дополнительно возникают сложности с «холодным» стартом и остановом, так как требуется исключить контакт мембраны с жидкофазной водой.

Катализаторы

Каталитический слой является вторым важнейшим компонентом ТЭТПЭ. Он обеспечивает высокоразвитую

границу между катализатором и полимерным электролитом, так как отсутствует жидкий электролит, и представляет собой сложную многокомпонентную структуру (рис. 9), состоящую из частиц катализатора на носителе (электронные проводники), ионообменного полимера (протонный проводник) и системы газовых и жидкостных пор, ответственных за подвод/отвод реагентов и воды. В слое необходимо образование трех оптимальных систем частиц (или объемов), замкнутых между собой: системы частиц катализатора (в том числе на носителе); системы частиц электролита и системы пор, причем поверхность катализатора не эквипотенциальна, и в каталитическом слое имеет место некоторое падение потенциала.

Близкие проблемы существуют и в твердооксидных топливных элементах.

Каталитические слои для топливных элементов с ТПЭ могут формироваться на поверхности мембраны методом распыления, прессования или нанесения каталитической композиции в виде чернил. Каталитическая композиция формируется из катализатора и ионообменного полимера (как правило 25.50 % от массы катализатора) [20]. В качестве растворителя используется вода, изопропиловый спирт и ряд других растворителей.

В качестве электрокатализаторов для топливных элементов с ТПЭ используется либо платина, либо ее сплавы с

52

другими благородными металлами. Это обусловлено тем, что мембрана имеет ярко выраженные кислотные свойства, и такие металлы, как Ni, Co, Cr и т.п., оказываются химически нестойкими, особенно на кислородном электроде. Разрабатываемые комплексные соединения типа порфиринов и фталоцианинов [21], ферменты [22] и химически стойкие соединения металлов, например, WC, пока не достигли необходимой каталитической активности и стабильности.

В первых ТЭТПЭ этого типа расход драгметаллов был достаточно высоким. Так, в топливных элементах, разработанных в рамках американской космической программы NASA «Gemini» в конце 60-х гг. прошлого века, расход платины составлял около 4 мг/см2 [23]. Впоследствии удельный расход платины был существенно снижен - 0,3.0,5 мг/см2 на катоде и 0,2.0,5 мг/см2 на аноде [24]. Это достигалось за счет оптимизации структуры и состава каталитических слоев и мембранно-электродного блока (МЭБ) в целом.

Для снижения расхода платины обычно используется катализатор на углеродном носителе, например, Vulcan XC-72, Vulcan XC-605, Black Pearls 280, ацетиленовая сажа АД-100, углеродные нанотрубки (УНТ) и нановолокна (НВ), природные и синтетические графиты. В настоящее время в коммерчески доступных МЭБ топливных элементов расход платины составляет около 0,3.0,5 мг/см2 на катоде и 0,2.0,5 мг/см2 на аноде. При достигнутых на сегодняшний день характеристиках топливных элементов с ТПЭ расход платины в пересчете на единицу мощности батареи составляет порядка 1 г/кВт, при этом стоимость катализатора достигает 30 % стоимости компонентов ячейки батареи.

Существуют определенные предпосылки для создания тонкопленочного МЭБ, в котором расход платины составит 0,05 мг/см2 на водородном электроде и 0,1 мг/см2 на кислородном. Например,

Рис. 9. Структурная схема электрокаталитического слоя топливного элемента с ТПЭ и электронные фотографии платины на нанотрубках

в работе [25] сообщается о разработке систем Р1-МеОх для использования в качестве катализатора катодной реакции, при этом ожидаемый расход платины составит 0,02 мг/см2. Однако дальнейшее снижение расхода Р: за счет уменьшения размера частиц катализатора или оптимизации структуры каталитического слоя маловероятно из-за физико-химических ограничений - удельная активность и химическая стабильность частиц платины размером менее 1 нм недостаточны для обеспечения требуемых рабочих плотностей тока и ресурса. Наибольшую активность имеют частицы Р: размером 2-6 нм [26].

В качестве катодного (кислородный) катализатора может использоваться Р:/С, а в качестве катализаторов анодной реакции - Р:/С, РИг/С, Р^ККи/С, П-И/С, К-ШС, И-Ки-Ь/С, И-Ки-И/С, Р1-Р^8п/С, Р1:-№/С и т.п. Катализаторы на основе Ии, 8п хотя и имеют часто более низкую активность, чем Р:, позволяют тем не менее предотвратить отравление катализатора оксидом углерода, присутствующим в продуктах конверсии органических соединений. Так, в случае чистой Р: максимально допустимая концентрация СО не более 10 ррт (0,001 % об.), а для Р^ККи максимально допустимая концентрация СО

составляет 100 ррт (0,05 % об.). Это обусловлено окислением адсорбированного на платине СО поверхностными оксидами Яи и некоторых других металлов.

Следует отметить, что хотя углеродный носитель и обеспечивает снижение расхода катализатора (Р^, его использование может приводить к снижению ресурса ТЭТПЭ, так как он относительно легко окисляется радикалами кислорода и перекисью водорода, образующимися на кислородном электроде. Это сопровождается потерей связности частиц катализатора (потеря электрического контакта частиц друг с другом и с газодиффузионным слоем), и в результате происходит уменьшение его эффективной поверхности, участвующей в процессе. В связи с этим повышение химической стабильности носителей является весьма актуальной задачей.

Для синтеза платинового катализатора используются методы восстановления соединений платины в водной фазе формальдегидом, борогидридом натрия, эти-ленгликолем и т.п. Используемые методы позволяют синтезировать наночастицы катализатора с удельной поверхностью на уровне 100 м2/г.

Для предотвращения затопления каталитического слоя (в первую очередь кислородного) и удаления образующейся воды в состав каталитического слоя вводят или наносят на поверхность катализатора гидрофобизатор - фторопласт -в количестве до 10 % масс.

Коллекторы тока и биполярные пластины

Газодиффузионный слой обеспечивает подвод/отвод реагентов и воды, а также электрический контакт с каталитическим слоем. Традиционными материалами для коллекторов тока являются гидрофобизированная углеродная бумага и углеграфитовая ткань с общей пористостью 50.70 %. Наиболее известными производителями являются фирма

E-TEK (США), выпускающая коллекторы тока толщиной 0,09.0,35 мм под торговой маркой Toray Carbon Paper, а также SGL Carbon Group (Германия) и др.

Биполярная пластина разделяет соседние ячейки в батарее ТЭ и является проводником электрического тока между ними, а также служит для распределения потока реагентов вдоль поверхности газодиффузионного слоя и отвода продуктов реакции. Материал биполярной пластины должен удовлетворять ряду требований, таких как высокая коррозионная стойкость и прочность, низкая газопроницаемость, высокая электропроводность, минимальный вес и толщина, низкая стоимость. В качестве материала биполярной пластины используют угле-графитовые материалы, нержавеющую сталь и, реже, титан. Например, компания Microcomponents Limited (Великобритания) специализируется на разработке и изготовлении биполярных пластин из тонких металлических листов, суммарная толщина такого изделия составляет 0,5.3,0 мм. Фирма Hitachi (Япония) использует для своих топливных элементов биполярные пластины, штампованные также из металлических листов. Однако в настоящее время биполярные пластины изготавливают в основном из материалов на основе композиций графита и полимеров, что позволяет значительно снизить стоимость и вес изделия. Однако механическая прочность и электропроводность этих пластин оставляют желать лучшего. Основными производителями биполярных пластин из графита являются компании SGL Carbon Group, Schunk Group, Bulk Molding Compounds и Morgan Specialty Graphite.

Помимо свойств материала биполярной пластины, существенную роль играет конструкция каналов и выступающих токоведущих элементов, определяющих равномерность подачи реагентов и минимизацию омических потерь. Математическое моделирование и экспериментальные данные показывают

54

существование оптимальных значений формы и ширины каналов и выступающих токоведущих элементов биполярной пластины, которые в значительной степени определяются параметрами коллектора тока с газодиффузионным подслоем [27].

Следует подчеркнуть, что именно компоненты мембранно-электродных блоков ТЭТПЭ во многом определяют стоимость батарей и их ресурс. Основными причинами деградации характеристик батареи ТЭ являются окисление углеродного носителя катализатора и окислительная деструкция мембраны из

ТПЭ, о которых шла речь выше [13]. Предлагаемые на рынке ТЭТПЭ (например, компании Ballard [2]) имеют гарантированный ресурс всего 1500 ч, но это не связано с ресурсом компонентов мембранно-электродного блока. По данным работ [28, 29], ресурс компонентов батареи и установки в целом уже сейчас составляет более 10 000 ч и предполагается достигнуть ресурса 40 000 ч. Основной задачей на долгосрочную перспективу следует считать снижение расхода благородных металлов и решение проблемы водного баланса МЭБ.

Литература

Л.: Химия, 1981. - 486 с.

1. http://www.ballard.com

2. http://articles.excelion.ru

3. А.М. Сухотин. Справочник по электрохимии.

4. www.plugpower.com

5. Asahi Glass demos high-temperature, fluorine-based membrane // Fuel Cells Bulletin. - 2004. - November. - Р. 2.

6. Smitha B., Sridhar S., Khan A.A. Synthesis and characterization of proton conducting polymer membranes for fuel cells // Journal of Membrane Science. - 2003. - No 225. - Р. 63-76.

7. Chen S.-L., Krishnan L., Srinivasana S., Benziger J., Bocarsly A.B. Ion exchange resin/polystyrene sulfonate composite membranes for PEM fuel cells // Journal of Membrane Science. - 2004. - No 243. - Р. 327-333.

8. Ralph T.R. Proton exchange membrane fuel cells. Progress in cost reduction of the key components // Platinum Metals Review. - 1997. - Vol. 41. - No. 3. - P. 102-113.

9. Ishisaki T., Umemura K., Yanagisawa E., Kunisa Y., Terada I., Yoshitake M. Flemion membranes for PEMFCs: Abstracts of the «2000 Fuel Cell Seminar». - Portland, 2000. - P. 23-26

10. Wakizoe M., Velev O.A., Srinivasan S. Analysis of proton exchange membrane fuel cell performance with alternate membranes // Electrochim. Acta. - 1995. - Vol. 40. - No. 3. - P. 335-344.

11. Hamrock S. The Development of New PEM Fuel Cell Membranes at 3M, Golden Gate Polymer Forum, 25th Anniversary Symposium, Oct. 23, 2005, San Francisco, CA.

12. www.plastpolymer.com

13. Фторопласты. Каталог. Под ред. С.А. Быхова. - М.: НИИТЭХИМ, 1983.

14. Тарасевич М.Р., Орлов С.Б., Школьников Е.И. и др. Электрохимия полимеров. - М.: Наука, 1990. - 238 с. - ISBN 5-02-001452-4.

15. Springer T.E., Zavodzinski T.A., Gottesfeld S. Polymer electrolyte fuel cell model // J. Electrochem. Soc. - 1991. - Vol. 138. - No. 8. - P. 2334-2342.

16. Watanabe M., Uchida H., Emori M. // J. Electrochem. Soc. - 1998. - No. 145. - Р. 1137.

17. Watanabe М., Satoh Y., Shimura C. // J. Electrochem. Soc. - 1998. - No. 145. - Р. 1137.

18. РСТ / ЕР 95 / 03907, WO 96 1 3073 A 1, Germany

19. Фатеев В.Н., Лютикова Е.К., Амаделли Р. Окисление СО на платине, включенной в композиционные электроды на основе твердого полимерного электролита // Электрохимия. - 1999. - Т. 35. - № 12. - С. 196.

20. Passalacqua E., Lufrano F., Squadrito G., Patti A., Giorgi L. Nafion content in

the catalyst layer of polymer electrolyte fuel cells: effects on structure and performance // 55

Electrochimica Acta. - 2001. - No. 46. - Р. 799-805.

21. Тарасевич М.Р., Богдановская В.А. Селективные наноразмерные неплатиновые электрокатализаторы восстановления кислорода / Современные проблемы физической химии: науч. изд. / Ин-т физ. химии РАН. - М.: ИД «Граница», 2005. -С. 378-389.

22. Karyakin A.A., Morozov S.V., Voronin O.G., Zorin N.A., Karyakina E.E., Fateyev V.N. S. Cosnier "The Limiting Performance Characteristics in Bioelectrocatalysis of Hydrogenase Enzymes" Angew // Chem. Int. Ed. - 2007. - No. 46. - Р. 7244 -7246.

23. Cohen R. Gemini fuel cell system: Proc. of the 23th Power Sources Conference. -Red Bank, 1969. - P. 21-24.

24. Gamburzev S., Appleby A.J. // Journal of Power Sources. - 2002. - No. 107. - Р. 5-12.

25. Watanabe M., Uchida H., Emori M. Polymer electrolyte membranes incorporated with nanometer-size particles of Pt and/or metal-oxides: Experimental analysis of the self-humidification and suppression of gas-crossover in fuel cells // J. Phys. Chem. - 1998. -No. 102. - Р. 3129-3137.

26. Loffler M.S., Natter H., Hempelmann R., Wippermann K. Preparation and characterization of Pt-Ru model electrodes for the direct methanol fuel cell // Electrochimica Acta. - 2003. - No. 48. - Р. 3047-3051.

27. Grigoriev S.A., Kalinnikov A.A., Fateev V.N., Wragg A.A. Numerical optimization of bipolar plates and gas diffusion layers for PEM fuel cells // Journal of Applied Electrochemistry. - 2006. - Vol. 36. - No 9. - Р. 991-998.

28. Escobedo G. V.B.3 Enabling Commercial PEM Fuel Cells with Breakthrough Lifetime Improvements / FY 2006 Annual Progress Report.

29. Месяц Г.А., Прохоров M^. Водородная энергетика и топливные элементы // Вестник Российской академии наук. - 2004. - Т. 74. - № 7. - С. 579-597.

Требования по подготовке статей к опубликованию в журнале

В связи с тем, что Международный научно-технический журнал Национальной газомоторной ассоциации «Транспорт на альтернативном топливе» включен в обновленный Перечень ВАКа, просьба ко всем авторам строго выполнять следующие требования при подготовке статей к публикации:

1. Все научно-технические статьи должны иметь на русском и английском языках следующие составляющие:

заголовок, ФИО авторов полностью, их должности, ученая степень (при наличии), контакты (e-mail, телефоны), аннотации, ключевые слова.

2. Все английские тексты следует набирать только строчными буквами, сохраняя начальные прописные буквы в именах собственных.

3. Авторы остальных публикаций (информационных, рекламных и т.д.) представляют на русском и английском языках: заголовок, ФИО авторов полностью, их должности, адрес и контакты (e-mail, телефоны).

Редакция журнала также доводит до сведения авторов требования, которые необходимо соблюдать при подготовке статей для публикации.

Материалы статей должны быть представлены по электронной почте в программе WinWord. Объем статьи -не более 15 000 знаков с пробелами.

Представленный текстовый материал с иллюстрациями и таблицами должен иметь сквозную нумерацию. Графический материал должен быть выполнен в формате, обеспечивающем ясность всех деталей рисунков. Формулы и символы должны быть четкими и понятными. Все обозначения в формулах необходимо расшифровать. Нумеруются только те формулы, на которые сделаны ссылки в тексте. Обозначения физических величин и единиц измерений необходимо давать

в Международной системе единиц (СИ). Обязательно соблюдение действующих ГОСТов. Текст и таблицы должны быть выполнены в программе Word в формате doc, rtf. Фотографии и графические рисунки (не менее 300 dpi, CMYK) - в формате jpg, jpeg, tiff, pdf. Не следует форматировать текст самостоятельно.

При пересылке материалов по е-mail следует сопровождать их пояснительной запиской (от кого, перечень файлов и т.д.). Объемные файлы должны быть заархивированы. При подготовке статей к печати необходимо руководствоваться документами, определяющими правила передачи информации через СМИ. Авторский коллектив должен указать ответственное лицо, с которым редакция будет вести переговоры в процессе подготовки статьи к изданию. В список литературы включаются источники, на которые есть ссылки в статье. Ссылаться можно только на опубликованные работы. Список литературы составляется в порядке употребления. В нем приводятся следующие сведения: фамилия и инициалы авторов, название работы; для журнала - название, год издания, номер, страницы, на которых размещена статья; для книг - место и год издания, издательство, общее число страниц. Редакция оставляет за собой право редакторской правки и не несет ответственности за достоверность публикации. Все внесенные изменения и дополнения в представленную к изданию статью согласовываются с автором или представителем авторского коллектива.

Редакция оставляет за собой право размещать опубликованные статьи на сайтах журнала и Национальной газомоторной ассоциации. Редакция не передает и не продает материалы для публикации в других печатных и электронных изданиях без согласования с автором (представителем авторского коллектива).