ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2024-4-20-26ekip-2617Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSВыбор топливной смеси для безмембранного топливного элемента нового поколенияSelection of Fuel Mixture for a New Generation Membraneless Fuel CellТаранцеваК.Р.TarantsevaK.R.

д-р техн- наук, зав. кафедрой

Dr. Sci. (Eng.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruГонопольскийА.М.GonopolskyA.M.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruТаранцевК.В.TarantsevK.V.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruМарыноваМ.А.MarynovaM.A.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruКоростелеваА.В.KorostelevaA.V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruПензенский государственный технологический университетРоссияPenza State Technological UniversityRussian FederationРоссийский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. ГубкинаРоссияRussian State University of Oil and Gas (National Research University) named after I.M. GubkinaRussian FederationПензенский государственный университетРоссияPenza State UniversityRussian Federation2024160420242842026Copyright © ООО "Калвис", 20242024ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2617

В качестве источника энергии нового поколения предложены безмембранные топливные элементы, работающие на этаноле. Показано использование двух проводящих несмешивающихся жидкостей, граница раздела фаз которых выполняет роль виртуальной мембраны. Отмечены преимущества данной разработки перед мембранными топливными элементами и безмембранными проточными топливными элементами. Рассмотрены основные реакции, протекающие в топливном элементе, представлено обоснование и проведен выбор топливной смеси.

Membraneless fuel cells running on ethanol have been proposed as a clean energy source for a new generation. The use of two conducting immiscible liquids is shown, the phase boundary of which acts as a virtual membrane. The advantages of this development over membrane fuel cells and membraneless flow fuel cells are noted. The main reactions occurring in the fuel cell are considered, a rationale is presented, and the choice of fuel mixture is made.

чистый источник энергииэтанолбезмембранный топливный элементclean energy sourceethanolmembraneless fuel cellReferencesТарасевич М.Р., Кузов А.В. Топливные элементы прямого окисления спиртов. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology.2010. V. 87 (7). P. 86—108.Тарасевич М.Р., Кузов А.В. Топливные элементы прямого окисления спиртов. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology.2010. V. 87 (7). P. 86—108.Burhan H., Yilmaz M., Cellat K., Zeytun A., Yilmaz G., Sen F. Direct ethanol fuel cells (DEFCs): in: Direct Liquid Fuel Cells. Elsevier. 2021. P. 95—113.Burhan H., Yilmaz M., Cellat K., Zeytun A., Yilmaz G., Sen F. Direct ethanol fuel cells (DEFCs): in: Direct Liquid Fuel Cells. Elsevier. 2021. P. 95—113.Chaitree W., Kalu E. Co-Ni-Mo as a Non-Noble Metal Electrocatalyst for Ethanol Electro-Oxidation. Journal of The Electrochemical Society. 2019. V. 166 (10). P. H392—H403.Chaitree W., Kalu E. Co-Ni-Mo as a Non-Noble Metal Electrocatalyst for Ethanol Electro-Oxidation. Journal of The Electrochemical Society. 2019. V. 166 (10). P. H392—H403.Wang Y., Mao Y., Han J., Liu Y., Yan Y. Liquid-liquid equilibrium of potassium phosphate/potassium citrate/sodium citrate + ethanol aqueous two-phase systems at (298.15 and 313.15) K and correlation. J. Chem. Eng. Data. 2010. 55. P. 5621—5626.Wang Y., Mao Y., Han J., Liu Y., Yan Y. Liquid-liquid equilibrium of potassium phosphate/potassium citrate/sodium citrate + ethanol aqueous two-phase systems at (298.15 and 313.15) K and correlation. J. Chem. Eng. Data. 2010. 55. P. 5621—5626.Tarantseva K., Politaeva N., Tarantsev K., Yackhkind M., Mishra A.K. Catalytic activity of platinized titanium and titanium coated with ruthenium oxide in the processes of electrooxidation of ethyl alcohol in alkaline media. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2022. V. 97(1). P. 101—110.Tarantseva K., Politaeva N., Tarantsev K., Yackhkind M., Mishra A.K. Catalytic activity of platinized titanium and titanium coated with ruthenium oxide in the processes of electrooxidation of ethyl alcohol in alkaline media. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2022. V. 97(1). P. 101—110.Таранцева К.Р., Таранцев К.В., Коростелева А.В., Полянскова Е.А. База данных функциональных характеристик безмембранного щелочного спиртового топливного элемента на основе двух несмешивающихся жидкостей в зависимости от нагрузки, типа катализаторов и состава среды. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2023623011.Таранцева К.Р., Таранцев К.В., Коростелева А.В., Полянскова Е.А. База данных функциональных характеристик безмембранного щелочного спиртового топливного элемента на основе двух несмешивающихся жидкостей в зависимости от нагрузки, типа катализаторов и состава среды. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2023623011.Frankforter G.B., Frary F.C. Equilibria in systems containing alcohol, salts and water, including a new method of alcohol analysis. J. Phys. Chem. 1913. V.17. P. 402—473.Frankforter G.B., Frary F.C. Equilibria in systems containing alcohol, salts and water, including a new method of alcohol analysis. J. Phys. Chem. 1913. V.17. P. 402—473.Salabat A., Hashemi M. Temperature effect on the liquid-liquid equilibria for some aliphatic alcohols + water + K2CO3 systems. J. Chem. Eng. Data. 2006. V. 51. P. 1194—1197.Salabat A., Hashemi M. Temperature effect on the liquid-liquid equilibria for some aliphatic alcohols + water + K2CO3 systems. J. Chem. Eng. Data. 2006. V. 51. P. 1194—1197.Toledo M.O., Farias F.O., Igarashi-Mafra L., Mafra M.R. Salt effect on ethanol-based aqueous biphasic systems applied to alkaloids partition: an experimental and theoretical approach. J. Chem. Eng. Data. 2019. V.64. P. 2018—2026.Toledo M.O., Farias F.O., Igarashi-Mafra L., Mafra M.R. Salt effect on ethanol-based aqueous biphasic systems applied to alkaloids partition: an experimental and theoretical approach. J. Chem. Eng. Data. 2019. V.64. P. 2018—2026.Справочник химика. 2 изд. М.-Л., Химия. 1965. Т. 3. С. 299.Справочник химика. 2 изд. М.-Л., Химия. 1965. Т. 3. С. 299.de Waal A.J.C. Evenwichten in quaternaire systemen waarin twee vloeistof-phasen optreden. Dissertation, Leiden, 1910.de Waal A.J.C. Evenwichten in quaternaire systemen waarin twee vloeistof-phasen optreden. Dissertation, Leiden, 1910.Ratso S., Kruusenberg I., Kaarik M., et al. Transition metal-nitrogen co-doped carbide-derived carbon catalysis for oxygen reduction reaction in alkaline direct mehanol fuel cell. Appl. Catal. В Environ. 2017. 219. 276—286.Ratso S., Kruusenberg I., Kaarik M., et al. Transition metal-nitrogen co-doped carbide-derived carbon catalysis for oxygen reduction reaction in alkaline direct mehanol fuel cell. Appl. Catal. В Environ. 2017. 219. 276—286.Navalpotro P., Palma J., Anderson M., Marcilla R. A Membrane-Free Redox Flow Battery with Two Immiscible Redox Electrolytes. AngewandteChemie. 2017. 56. Р. 12460—12465.Navalpotro P., Palma J., Anderson M., Marcilla R. A Membrane-Free Redox Flow Battery with Two Immiscible Redox Electrolytes. AngewandteChemie. 2017. 56. Р. 12460—12465.Tracy J., Horst E., Rovtman V., Toste F. Development of high-voltage bipolar redox-active organic molecules through the electronic coupling of catholyte and anolyte structures. Chemical Science. 2022. 13(36). Р. 10806—10814.Tracy J., Horst E., Rovtman V., Toste F. Development of high-voltage bipolar redox-active organic molecules through the electronic coupling of catholyte and anolyte structures. Chemical Science. 2022. 13(36). Р. 10806—10814.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.