Патенты автора Акелькина Светлана Владимировна (RU)
Изобретение может быть использовано при получении носителей электрокаталитически активных металлических наночастиц для последующего применения в топливных элементах, электрохимических устройствах. Способ модифицирования углеродных наноматериалов в азотосодержащей плазме включает обработку углеродного наноматериала в виде порошка, которую осуществляют в плазме в вакуумной камере установки магнетронно-ионного распыления с использованием источника тока. В качестве плазмообразующих газов применяют смесь азот-аргон. Плазменную обработку проводят под давлением смеси 1-6 Па, используют композитную графитовую мишень, содержащую серу в качестве второго модифицирующего компонента. Соотношение площадей сера/графит находится в диапазоне от 3:1 до 1:3. Подложка с углеродным наноматериалом заземлена. Предварительно проводят вакуумирование камеры до 10-2 Па и подогрев подложки с обрабатываемым материалом до температуры 120°С для удаления паров воды из пор образца. Изобретение позволяет повысить поверхностную активность носителя электрокатализатора для низкотемпературных водород-воздушных (кислородных) топливных элементов, обеспечив улучшение их характеристик. 1 з.п. ф-лы, 12 пр., 4 ил.
Изобретение относится к топливным элементам, в частности к электрогенерирующим установкам на топливных элементах, предназначенным для использования в качестве мобильных (переносных, передвижных) и/или стационарных установок, в том числе периодически работающих в безвоздушных средах, например в морских подводных роботехнических комплексах. Обеспечение работы топливных элементов и конвертера углеводородного топлива на кислороде высокой степени обогащения с упрощением конструкции установки и увеличение времени ее работы в безвоздушных средах является техническим результатом изобретения. Для его достижения предложена энергоустановка на основе топливного элемента, конвертера углеводородного топлива в водород и кислородного концентратора, включающая топливный элемент, конвертер углеводородного топлива, емкости для хранения воды, водорода и кислорода, соединенные трубопроводами с электроклапанами и дросселями, при этом энергоустановка содержит концентратор кислорода, включающий воздушный компрессор, колонки с цеолитом, электроклапаны и дроссели, в котором нарабатывается высокообогащенная кислородом смесь, которая частично накапливается в емкости для кислорода и по трубопроводу подается как на вход окислительного контура топливного элемента, так и на вход конвертера углеводородного топлива, включающего высокотемпературный каталитический блок, соединенный трубопроводом с емкостью с углеводородным топливом, в котором образуется газовая смесь углекислого газа и водорода, теплообменник, в котором она охлаждается, и реактор паровой конверсии монооксида углерода, соединенный трубопроводом с емкостью с водой, при этом наработанная смесь водорода и углекислого газа по трубопроводу поступает в мембранный металлический сепаратор водорода, из которого наработанный водород по трубопроводу поступает как в емкость для хранения водорода, так и на вход водородного контура топливного элемента. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к энергоустановкам на топливных элементах с твердым полимерным электролитом, и может быть использовано в переносных/мобильных энергоустановках в условиях отрицательных температур окружающей среды. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности работы энергоустановки на топливных элементах и сокращение потребности энергоустановки в водороде на ее прогрев в 2 раза за счет размещения батареи ТЭ внутри термоизолированного бокса с рекуперационным теплообменником и каталитическим блоком сжигания водорода. Заявленный результат достигается тем, что энергоустановка для работы в условиях отрицательных температур содержит батарею топливных элементов, каталитический блок, баллоны с водородом и воздухом, линии подачи водорода и воздуха из шлангов и патрубков, краны-дозаторы, вентили, термометры, при этом рекуперационный теплообменник, баллоны с водородом и воздухом расположены в термоизолированном боксе, выход каталитического блока сжигания водорода соединен с катодами всех топливных элементов в батарее, а линия подачи водорода соединена с анодами всех топливных элементов в батарее. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр., 1 ил.
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к способам модификации электрохимических катализаторов на углеродном носителе, применяемых для электролизеров или топливных элементов с твердым полимерным электролитом (ТПЭ). Техническим результатом заявленного изобретения является повышение активности электрокатализатора на углеродном носителе и, как следствие, повышение характеристик работы электролизеров и топливных элементов, возможность, уменьшения расхода благородного металла. Технический результат достигается тем, что способ изготовления и модификации электрохимических катализаторов на углеродном носителе заключается в обработке катализатора на высокодисперсном углеродном носителе в вакуумной камере потоком атомов или атомарных ионов модифицирующего материала, при этом катализатор изготавливают методом магнетронно-ионного напыления смеси благородного металла с углеродом из составной мишени благородный металл-графит на подложку, с последующей обработкой в плазме кислород-инертный газ, а затем обработкой в потоке водорода. 10 з.п. ф-лы, 17 пр.
Изобретение относится к способу защиты от окисления биполярных пластин топливных элементов и коллекторов тока электролизеров с твердым полимерным электролитом (ТПЭ), заключающемуся в предварительной обработке металлической подложки, нанесении на обработанную металлическую подложку электропроводного покрытия благородных металлов методом магнетронно-ионного напыления. Способ характеризуется тем, что наносят на обработанную подложку электропроводное покрытие послойно с закреплением каждого слоя импульсной имплантацией ионов кислорода или инертного газа. Техническим результатом является получение устойчивого покрытия с ресурсом работы, в 4 раза превышающим полученный по прототипу, и сохраняющего токопроводящие свойства. 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 16 пр.,
Изобретение относится к области химических источников тока, а именно к способам модификации полимерных перфторированных сульфокатионитных мембран, которые используют при изготовлении мембранно-электродных блоков (МЭБ), применяемых в топливных элементах (ТЭ) различного типа, в том числе в портативных электронных устройствах. Технический результат - снижение расхода металлов платиновой группы, улучшение контакта между слоем катализатора и мембраной, повышение стабильности работы ТЭ, уменьшение степени проницаемости по метанолу, повышение механической прочности и химической стойкости полимерной мембраны. Способ плазменной модификации мембраны заключается в переводе мембраны в Н+-форму путем кипячения в серной кислоте с последующей отмывкой в деионизированной воде, после чего проводится плазменная обработка мембраны, а затем - плазмохимическая модификация катодной стороны мембраны в атмосфере инертного газа и фторирующего агента. Используют полимерные перфторированные сульфокатионитные мембраны типа Nafion, МФ-4СК. Плазменная обработка мембраны проводится в условиях непрерывного, или радиочастотного, или импульсного плазменного разряда. Наибольшей эффективностью локализации плазмы вблизи поверхности мембраны обладает магнетрон постоянного тока. Доза облучения поверхности мембраны 1-2 кДж/см2, мощность разряда при плазменной обработке 50-200 Вт. Время плазменной обработки 5-50 мин. Скорость вращения мембраны при плазменной обработке составляет 5-20 об/мин. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.
Время плазмохимической модификации 2-20 минут, в качестве инертного газа используют аргон, или гелий, или неон, или криптон, или ксенон, в качестве фторирующего агента используют трифторид азота, или бора, или кремния, мощность разряда при плазмохимической модификации составляет 20-100 Вт, давление 1·10-3-5·10-3 Торр, содержание в газовой смеси фторирующего агента 10-50 об. %.
При этом концентрация фтора на катодной стороне мембраны составляет 5-15%. 1 з.п., 2 фиг.
Изобретение относится к каталитической химии, а именно к способам получения анодных и катодных катализаторов на основе металлов платиновой группы, предназначенных для использования в электролизерах и топливных элементах с твердым полимерным электролитом (ТПЭ)
Изобретение относится к каталитической химии, а именно к способам получения катодных катализаторов на основе Pt, предназначенных для использования в электролизерах и топливных элементах с твердым полимерным электролитом (ТПЭ)
Изобретение относится к способу получения катализаторов для электролизеров с твердым полимерным электролитом
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАННО-ЭЛЕКТРОДНОГО БЛОКА С БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИМИ СЛОЯМИ // 2392698
Изобретение относится к каталитической химии, а именно к способам изготовления мембранно-электродных блоков (МЭБ) с бифункциональными электрокаталитическими слоями на основе металлов платиновой группы, предназначенных для использования в обратимых (регенеративных) топливных элементах с твердым полимерным электролитом (ТПЭ)
Изобретение относится к приготовлению нанесенных катализаторов, которые используются в химических источниках тока, в частности в топливных элементах с твердым полимерным электролитом
