Ученые МИСИС создали полимеры-проводники для замены металла в топливных элементах

Новые горизонты в мире композитов для будущих технологий

Специалисты из Университета МИСИС представили новый подход, позволяющий производить композиты - полимерные материалы, способные эффективно проводить тепло и электричество. Эти инновационные вещества, в отличие от традиционных полимеров, обладают уникальными характеристиками и предлагают широкие возможности для применения в микроэлектронике, медицине, авиации и машиностроении. Исследователи создали полимеры с особыми свойствами.

Эти разработанные материалы производятся с использованием полисульфона, обогащённого порошковыми углеродными наполнителями. Они способны заменить металлические и графитовые биполярные пластины, которые традиционно используются в производстве топливных элементов. Новые композиты легко обрабатываются, устойчивы к коррозии и демонстрируют высокие показатели тепло- и электропроводности.

"Ученые университета МИСИС разработали композиты на основе полисульфона и порошковых углеродных наполнителей, которые могут стать альтернативой традиционно использующимся при производстве топливных элементов металлическим и графитовым биполярным пластинам. Новые материалы хорошо обрабатываются, устойчивы к коррозии, обладают высокой тепло- и электропроводностью", - рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.

Ранее, чтобы полимеры стали проводящими, приходилось добавлять функциональные вещества, например, частицы металлов или углеродные наполнители. Для обеспечения достаточной проводимости требовалось вводить не менее 30% этих добавок, что нередко создавало технические трудности.

По информации ТАСС Наука, в НИТУ МИСИС разработали новый способ создания композиционных материалов, используя полисульфон как основную матрицу.

"Использование углеродных наполнителей для получения композиционных материалов с матрицей из полисульфона по растворной технологии позволяет достигать высоких значений тепло- и электропроводности при приемлемом уровне прочности. Для реализации технологии не требуется уникальное оборудование, при этом возможно использование отходов графитового производства", - рассказал старший научный сотрудник Центра композиционных материалов МИСИС Андрей Степашкин.

Учёные применили метод смешения компонентов в растворе. Раствор полимера имеет значительно меньшую вязкость по сравнению с расплавом, что обеспечивает равномерное распределение различных наполнителей. После удаления растворителя из предварительной заготовки образцы формировали методом термического прессования. Среди всех опробованных углеродных наполнителей наилучшие показатели проводимости показал природный графит. При этом искусственный графит улучшал механические и функциональные свойства материала, что открывает пути для создания изделий из таких композитов.

Результаты данной работы были опубликованы в научном издании Applied Sciences.

Как сообщалось ранее, российские ученые, включая специалистов НИТУ МИСИС и Института металлургии и материаловедения РАН, разработали новый способ создания легких, но очень прочных композитных материалов, предназначенных для работы в условиях высоких температур. В конце августа 2025 года на форуме Технопром-2025 в Новосибирске инженеры Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана представили новые полимерные композиционные материалы, повышающие устойчивость беспилотных летательных аппаратов. В сентябре 2025 года, согласно опубликованным сведениям, ученые Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук создали электропроводящие полимеры на основе карбосилицида титана, способные выдерживать до 400 градусов Цельсия, что расширяет возможности для микроэлектроники и нагревательных устройств.