Смирнова О. В. Масообмінні процеси в анодно-мембранному блоці паливного елемента

Анодно-мембранний блок (АМБ) паливного елемента, що складається з активного шару - платинованого графіту, напресованого на протонопровідну мембрану. Встановити вплив масообмінних процесів на швидкість електроокиснення водню в анодно-мембранному блоці паливного елемента. Потенціостатичний та гальваностатичний методи поляризації, метод циклічної вольтамперметрії з лінійним розгорненням струму та потенціалу, електрона мікроскопія і енергодисперсійний аналіз, електрохімічний імпеданс, комп'ютерне моделювання. Визначено зону протікання реакції іонізації водню в умовах нестаціонарних процесів масообміну, що поглиблює знання про закономірності розподілу локальної швидкості генерації струму всередині АМБ та розвиває теорію роботи пористих гідрофобізованих електродів. Встановлено взаємозв'язок між товщиною активного шару АМБ та вологістю водню, що дозволяє: обирати оптимальну конструкцію активного шару, формулювати вимоги до інтервалу допустимих коливань і швидкості зміни параметрів процесу та прогнозувати виникнення критичних явищ в АМБ паливних елементів. Вперше обґрунтовані критичні явища в активному шарі та автоколивання потенціалу в процесі генерації енергії, розроблені математичні моделі для прогнозування виникнення явищ зневоднювання та затоплення активного шару АМБ. Результати дисертаційної роботи рекомендуються до використання при проектуванні: оптимальної конструкції паливних елементів із твердополімерним електролітом та мембранних систем електролізу та при складанні алгоритму керування їх робочим режимом. Результати дисертаційної роботи, які у сукупності розв'язують завдання визначення характерних особливостей масообмінних процесів при іонізації водню в анодно-мембранному блоці паливного елемента мають істотне значення в сфері розробки та виробництва паливних елементів.