ИСТИНА

В последнее время мембраны находят все более широкое применение в различных областях. Одной из приоритетных является развитие альтернативных источников энергии на основе топливных элементов, к чьим преимуществам можно отнести экологическую безопасность, автономность, и высокий КПД. Это позволяет использовать их в космической, авиационной, а в последнее время автомобильной промышленности. Полимерные ионообменные, а особенно, сульфокатионитовые мембраны являются полимерными электролитами - важнейшим компонентами топливного элемента. Высокая ионная проводимость, высокая химическая и термическая стабильность, хорошие механические свойства, низкая водонепроницаемость, быстрая кинетика электродных реакций, низкая газопроницаемость, низкая стоимость и доступность - это требования, которые необходимо учитывать при выборе мембраны. В связи с этим особый интерес представляет мембрана Нафион, которая является практически единственной мембраной используемой в низкотемпературных топливных элементах. Создание высокоэффективных материалов требует детального исследования механизма ионного и молекулярного транспорта в мембране, который во многом определяется структурой и подвижностью гидратированных комплексов, образованных катионом и молекулами воды. Это позволит создавать более эффективные и высокоселективные материалы. В литературе существует множество работ, посвященных изучению механизмов протонного транспорта в Н-форме мембраны Нафион, но практически отсутствует информация о подвижности катионов Li+ в мембране Нафион-Li. Однако, изучение подвижности катионов, отличных от Н+ (Li+, Na+, Cs+) в той же полимерной матрице (перфторированная сульфокатионообменная мембрана Нафион) крайне важно для общего понимания структуры и детального механизма подвижности катионов гидратированных комплексов Cation+(H2O)h, где h-число гидратации. Вследствие этого возникает необходимость в изучении состояния и подвижности ионов Li+ в мембране Нафион при разном влагосодержании. Это позволит создавать более эффективные и высокоселективные материалы. Прямыми методами получения информации о процессах гидратации в полимерных электролитах являются методы ЯМР. В частности анализ зависимости ионных химических сдвигов от влагосодержания и температуры позволяет рассчитать числа гидратации катионов. С помощью метода ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля можно вычислять ионную проводимость и коэффициенты диффузии. В связи с этим целью данной работы было выявить влияние температуры и влагосодержания на особенности гидратации и трансляционной подвижности комплексов Li+(H2O)h в литиевой форме мембраны Нафион методами ЯМР спектроскопии и ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля на ядрах 1H и 7Li.