Boron fosfat katkılı PVDf/Nafyon membranların proton değişim membranlı yakıt hücresi performansının incelenmesi
Öz
Bu çalışmada poliviniliden florür (PVDf) ve Nafyon bazlı kompozit membranlar çözelti döküm yöntemiyle sentezlenmiştir. Proton iletkenlik ve yakıt hücresi performansı gibi membran özelliklerini arttırmak amacıyla yapıya değişen oranlarda boron fosfat (%0, 2, 5, 10, 15 ve 25) katılmıştır. Sentezlenen membranlar su tutma kapasitesi, şişme özelliği, iyon değişim kapasitesi, proton iletkenlik ölçümleri ile karakterize edilip tekli hücrede yakıt hücresi performans analizleri gerçekleştirilmiştir. %10 BPO4 katkılı membrandan diğer
membranlara göre daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu membran 80 °C’de %44,5 su tutma kapasitesine, %8,5 kalınlık değişimine, %0,15 yüzey alanı değişimine, 1,87 meq/g iyon değişim kapasitesine ve 0,0296 S/cm proton iletkenliğine sahiptir. Aynı membranın 80 °C çalışma sıcaklığı, %100 nemlilik ve 0,6 V hücre potansiyelinde akım yoğunluğu değeri 80 mA/cm2, güç yoğunluğu ise 0,048 W/cm2 olarak bulunmuştur. Bu özelliklerin yanı sıra %10 BPO4 katkılı membran çok iyi oksidatif ve hidrolitik kararlılık göstermiştir. buna karşın
yaprak azot ve demir içerikleri arasında ise negatif ilişkiler tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Parnian M.J., Rowshanzamir S., Gashoul F., Comprehensive investigation of physicochemical and electrochemical properties of sulfonated poly (ether ether ketone) membranes with different degrees of sulfonation for proton exchange membrane fuel cell applications, Energy, 125, 614-628, (2017).
- Pandey R.P., Shukla G., Manohar M., Shahi V.K., Graphene oxide based nanohybrid proton exchange membranes for fuel cell applications: An overview, Advances in Colloid and Interface Science, 240, 15-30, (2017).
- Diaz M., Ortiz A., Pringle J.M., Wang X., Vijayaraghavan R., MacFarlanec D.R., Forsyth M., Ortiz I., Protic plastic crystal/PVDF composite membranes for Proton Exchange Membrane Fuel Cells under non-humidified conditions, Electrochimica Acta, 247, 970-976, (2017).
- Kim D.J., Lee B.N., Nam S.Y., Characterization of highly sulfonated PEEK based membrane for the fuel cell application, International Journal of Hydrogen Energy, 42, 23768-23775, (2017).
- Martos A.M., Biasizzo M., Trotta F., Río C., Váreza A., Levenfelda B., Synthesis and characterization of sulfonated PEEK-WC-PES copolymers for fuel cell proton exchange membrane application, Eurpean Polymer Journal, 93, 390-402, (2017).
- Liu F., Wang S., Li J., Tian X., Wang X., Chen H., Wang Z., Polybenzimidazole/ionic-liquid-functional silica composite membranes with improved proton conductivity for high temperature proton exchange membrane fuel cells, Journal of Membrane Science, 541, 492-499, (2017).
- Park S.G., Chae K.J., Lee M., A sulfonated poly(atylene ether sulfone)/polyimide nanofiber composite proton exchange membrane for microbial electrolysis cell application under the coexistence of diverse competitive cations and protons, Journal of Membrane Science, 540, 165-173, (2017).
- Haque M.A., Sulong A.B., Loh K.S., Majlan E.H., Husaini T., Rosli R.E., Acid doped polybenzimidazoles based membrane electrode assembly for high temperature proton exchange membrane fuel cell: A review, International Journal of Hydrogen Energy, 42, 9156-9179, (2017).
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Alpay Şahin
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
26 Mart 2018
Gönderilme Tarihi
29 Eylül 2017
Kabul Tarihi
12 Aralık 2017
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 3 Sayı: 1