Модифицированные целлюлозные протонобменные мембраны для прямых метанольных топливных элементов

Прямой метанольный топливный элемент (DMFC) представляет собой эффективное устройство преобразования энергии, в котором метанол непосредственно преобразуется в энергию, что обеспечивает высокий коэффициент преобразования энергии. Для DMFC фторполимерные сополимеры считаются превосходными протонобменными мембранами (PEM). Однако высокая стоимость и высокая проницаемость коммерческих мембран для метанола являются основными препятствиями на пути повышения эффективности DMFC. Современные исследования сосредоточены на поиске надежных материалов, позволяющих снизить стоимость и повысить эффективность DMFC. В этом контексте материалы на основе целлюлозы успешно рассматриваются в качестве полимеров и добавок, применяемых в рамках различных подходов к разработке PEM для DMFC. В настоящем обзоре подробно рассмотрены достижения в области применения экономичных целлюлозных материалов — микрокристаллической целлюлозы, нанокристаллической целлюлозы, целлюлозных вискеров, нановолокон целлюлозы и ацетата целлюлозы — в качестве PEM для DMFC. Добавление целлюлозы или ее производных, отдельно либо в состав матрицы PEM, обеспечивает последовательное повышение характеристик DMFC. Для выяснения влияния различных структур и составов PEM, содержащих целлюлозу, они классифицированы как функционализированная целлюлоза, привитая целлюлоза, целлюлоза, легированная кислотами, целлюлоза в смеси с различными полимерами и композиты с неорганическими добавками.