SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2019 / Cilt: 34 Sayı:1

PEM yakıt hücresi uygulamaları için imidazol fonksiyonel nano SiO2/Nafyon nanokompozit membranların üretilmesi

Ayşe ASLAN
Eda GÜMÜŞDERELİ
Ali Murat SOYDAN
Pages
351–364
Publication Date
2019-03-26
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

PEMFC’ de kullanılmak üzere geliştirilen polimer nanokompozit membranların üretiminde, SiO2 nano parçacıklarının imidazol gruplarıyla fonksiyonelleştirilmesinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği, yapılan ölçümler sonucu nanokompozit membranların yüksek iletkenlik değerine (0.04 Scm-1)sahip olduğu belirlenmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada yeni nesil enerji kaynakları arasında önemli bir yere sahip ve yenilikçi bir çalışma alanı olan Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücreleri (PEMFC)’nde kullanılmak üzere, nanokompozit membranlar üretilmiş ve karakterizasyon işlemleri yapılmıştır.
📊
Key Findings & Data:PEMFC’ de proton (H+) iyonlarının iletimini sağlayan nano yapılı kompozit membranların üretimi için SiO2 nano parçacıkları ile İmidazol (Im) Benzimidazol (BIm) ve Fenilimidazol (PIm) ile SiO2 nanoparçacıkları modifiye edilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:PEMFC’ de kullanılmak üzere geliştirilen polimer nanokompozit membranların üretiminde, SiO2 nano parçacıklarının imidazol gruplarıyla fonksiyonelleştirilmesinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği, yapılan ölçümler sonucu nanokompozit membranların yüksek iletkenlik değerine (0.04 Scm-1)sahip olduğu belirlenmiştir.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:PEM yakıt hücresi · proton iletken membran · fonksiyonel nano parçacık

Özet

Bu çalışmada yeni nesil enerji kaynakları arasında önemli bir yere sahip ve yenilikçi bir çalışma alanı olan Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücreleri (PEMFC)’nde kullanılmak üzere, nanokompozit membranlar üretilmiş ve karakterizasyon işlemleri yapılmıştır. PEMFC’ de proton (H+) iyonlarının iletimini sağlayan nano yapılı kompozit membranların üretimi için SiO2 nano parçacıkları ile İmidazol (Im) Benzimidazol (BIm) ve Fenilimidazol (PIm) ile SiO2 nanoparçacıkları modifiye edilmiştir. Nafyon ile fonksiyonel nano yapılar ağırlıkça % 3, 5 ve 10 oranlarında karıştırılarak nanokompozit membranlar hazırlanmıştır. İki aşamalı bir yöntem izlenen çalışmada öncelikle Im, BIm ve PIm ile SiO2 nano parçacıkları arasında etkileşim sağlanarak hazırlanan solüsyonlardan fonksiyonel nano parçacıklar elde edilmiştir. Elde edilen nano parçacıklar, Nafyon ile karıştırılarak solüsyonlar hazırlanmış ve ipek baskıda proton iletken nanokompozit membranlar hazırlanarak karakterizasyon işlemleri yapılmıştır. Malzemelerin homojen dağılımı ve yüzey morfolojisi SEM, bileşenler arası moleküler etkileşimin varlığı FT-IR spektrumu ile tespit edilmiştir. Yüksek sıcaklıklarda termal kararlılık gösterdiği TGA ölçümleri ile neme karşı dayanımı Su Tutma Testleri, Metanol Tutma Testleri ile ve iyon iletimi kapasitesi Proton İletkenlik Testleri ile gözlenmiştir. Ayrıca membranlara ait camsı geçiş sıcaklığı (Tg) değerleri DSC ölçümleri ile belirlenmiştir. PEMFC’ de kullanılmak üzere geliştirilen polimer nanokompozit membranların üretiminde, SiO2 nano parçacıklarının imidazol gruplarıyla fonksiyonelleştirilmesinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği, yapılan ölçümler sonucu nanokompozit membranların yüksek iletkenlik değerine (0.04 Scm-1)sahip olduğu belirlenmiştir.

🔖

Cite This Article

ASLAN, A., GÜMÜŞDERELİ, E., SOYDAN, A. M. (2019). PEM yakıt hücresi uygulamaları için imidazol fonksiyonel nano SiO2/Nafyon nanokompozit membranların üretilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 34 Sayı:1, 351–364. https://ajindex.com/articles/20012

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (10)

  1. Çakır Ç.,(2012), “Elektrokimyasal Teknik Tekstil Membranının İncelenmesi”,Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi.
  2. Barbir, F. and S. Yazici, Status and development of PEM fuel cell technology. International Journal of Energy Research, 2008. 32(5): p. 369-378.
  3. Beuscher, U., S.J.C. Cleghorn, and W.B. Johnson, Challenges for PEM fuel cell membranes. International Journal of Energy Research, 2005. 29(12): p. 1103- 1112. Zhang H., Li X., Zhao C., Fu T., Shi Hui Na Y., (2008), “Composite membranes based on highly sulfonated PEEK and PBI: Morphology characteristics and performance”, Journal of Membrane Science, 308(1), 66–74. Saccà, A., et al., Structural and electrochemical investigation on re-cast Nafyon membranes for polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) application. Journal of Membrane Science, 2006. 278(1-2): p. 105-113.
  4. Hogarth, W.H.J., J.C. Diniz da Costa, and G.Q. Lu, Solid acid membranes for high temperature (140° C) proton exchange membrane fuel cells. Journal of Power Sources, 2005. 142(1-2): p. 223-237.
  5. Savadogo, O., Emerging membranes for electrochemical systems. Journal of Power Sources, 2004. 127(1-2): p. 135-161.
  6. Smit, M.A., et al., A modified Nafyon membrane with in situ polymerized polypyrrole for the direct methanol fuel cell. Journal of Power Sources, 2003. 124(1): p. 59-64.
  7. Zhang, J., et al., High temperature PEM fuel cells. Journal of Power Sources, 2006. 160(2): p. 872-891.
  8. Zhang, Y., et al., Implantation of Nafyon® ionomer into polyvinylalcohol/chitosan composites to form novel proton-conducting membrane for direct methanol fuel cells. Journal of Power Sources, 2009. 194(2): p. 730-736.
  9. Thampan, T.M., et al., Thermodynamics and Proton Transport in Nafyon III. Proton Transport in Nafyon/Sulfated ZrO2 Nanocomposite Membranes. Journal of The Electrochemical Society, 2005. 152(8): p. A1548-A1554. Ye, L., et al., Facile synthesis of hexagonal boron nitride nanoplates via molten- salt-mediated magnesiothermic reduction. Ceramics International, 2015. 41(10): p. 14941-14948. Gözütok B., (2007), “Poli(Vinil Alkol) (Pva) Bazlı Membranların Yakıt Hücrelerine Uygulanabilirliğinin İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi. Agmon N., (1995), “The grotthuss mechanism”, Chemical Physics Letters;244(5), –462. Baradie, B., J.P. Dodelet, and D. Guay, Hybrid Nafyon®-inorganic membrane with potential applications for polymer electrolyte fuel cells. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2000. 489(1-2): p. 101–105.
  10. Ye, L., et al., Facile