Топливные элементы в противоположность двигателям внутреннего сгорания генерируют энергию в электрохимической реакции между водородом в качестве топлива и кислородом — окислителем, в результате которой образуется вода.

Со временем окисление приводит к тому, что в разделительной мембране образуются отверстия. Этот повышает риск возникновения короткого замыкания и в конце-концов выводит топливный элемент из строя.

Новая работа исследователей из частного университета Вашингтона в Сент-Луисе (штат Миссури), поможет предотвратить подобные инциденты и удлинить эксплуатационную жизнь топливных элементов.

До сих пор о происходящем в топливных элементах можно было лишь строить предположения, анализируя поступающие наружу продукты реакции.

Команда из Сент-Луиса первой применила метод флуоресцентной спектроскопии для непосредственного наблюдения за процессами внутри топливного элемента. При этом флуоресцентный пигмент служил индикатором для определения скорости формирования нежелательных химических соединений — свободных радикалов, разрушающих мембрану.

«Поскольку свободные радикалы, которые вызывают деградацию мембраны топливных элементов, слишком короткоживущие, и анионообменные мембраны слишком тонкие, наш новый подход с мониторингом реальных процессов является ключевым для лучшего изучения, понимания и предотвращения химических пробоев, возникающих при работе топливных элементов», — заявил Хавьер Паррондо (Javier Parrondo), один из участников исследования.

На следующем этапе работы учёные применят свой метод, чтобы выяснить можно ли замедлить разрушение мембраны, вводя в неё антиоксиданты.