Электрохимические системы с твердым полимерным электролитом. Часть I. Общие сведения об электрохимических системах с ТПЭ

摘要

Среди различных видов электрохимических систем большое развитие получили низкотемпературные системы на основе твердого полимерного электролита (ТПЭ; в англоязычной литературе используются аббревиатуры РЕМ - Proton Exchange Membrane или SPE - Solid Polymer Electrolyte). К ним относятся электролизеры воды, топливные элементы и другие устройства, позволяющие осуществлять прямое и обратное преобразование электрической энергии в химическую. Они составляют основу концепции водородной экономики [1, 2] и используются в ряде отраслей промышленности и энергетики. Дополнительный импульс к широкому внедрению электрохимических систем с ТПЭ косвенно обусловлен аварией на Фукусимской АЭС, подтолкнувшей некоторые страны (в частности, Германию) к постепенному закрытию атомных электростанций и к активному освоению возобновляемых источников энергии, с которыми удачно компонуются высокоэффективные ТПЭ-системы. В данной работе рассмотрены устройство и принцип действия этих систем, а также применяемые в них мембранные, электродные и каталитические материалы. Приведены области применения электрохимических систем с ТПЭ.