KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2010 / Cilt: 25 Sayı: 4

SİLİKA DESTEKLİ, FOSFOLANMIŞ POLİ(VİNİL ALKOL) BAZLI MEMBRANLARIN SENTEZLENMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Alpay Şahin
Handan Aktan
İrfan Ar
Muzaffer Balbaşı
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2013-02-19
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuç olarak, yakıt hücreleri için bu çalışmada geliştirilen membranlar,günümüzde en çok kullanılan ve pahalı olan perflorlu membranlara alternatif olması açısından ümit vermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Polimer elektrolit membranlı yakıt hücreleri (PEMYH), yüksek verimliliğe sahip, güvenilir ve çevre dostusistemler olmaları nedeniyle, son yıllarda araçlar ve diğer taşınabilir uygulamalar için en çok gelecek vaat edenalternatif enerji kaynağı adayıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Membranların fosfonasyonişlemleri Hipofosforöz asit (H3PO2) kullanılarak yapılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak, yakıt hücreleri için bu çalışmada geliştirilen membranlar,günümüzde en çok kullanılan ve pahalı olan perflorlu membranlara alternatif olması açısından ümit vermiştir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:PEMYH · kompozit membran · PVA

Özet

Polimer elektrolit membranlı yakıt hücreleri (PEMYH), yüksek verimliliğe sahip, güvenilir ve çevre dostusistemler olmaları nedeniyle, son yıllarda araçlar ve diğer taşınabilir uygulamalar için en çok gelecek vaat edenalternatif enerji kaynağı adayıdır. PEMYH’ nin en önemli kısmı, anottan katota proton taşınımını sağlayan veyakıt ile oksitleyici gazların temasını engellemek için bariyer görevi yapan polimer elektrolit membranlardır.Nafion® gibi perflorosülfonik asit bazlı polimer membranlar, sahip oldukları kimyasal, mekanik özellikler veyüksek proton iletkenlikleri nedeniyle PEMYH’ inde elektrolit olarak sıklıkla kullanılmaktadırlar. Ancak Nafion®membranların yüksek sıcaklıklarda proton iletkenliklerinin düşmesi ve pahalı olmaları nedeniyle alternatifmembran malzemeleri geliştirmeye yönelik yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmanın amacı; polimerelektrolit membranlı yakıt hücrelerinde kullanılmak üzere, Nafion® membranlara göre daha iyi özelliklere sahipve ucuz, polivinil alkol (PVA) bazlı kompozit polimerik membran geliştirilmesidir. Membranların fosfonasyonişlemleri Hipofosforöz asit (H3PO2) kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra farklı oranlarda yapıya tetraetil ortosilikat(TEOS) eklenerek membranlar sentezlenmiştir. Bu şekilde hem fosfonasyon derecesinin hem de katkı maddesininmembran özelliklerine etkisi incelenmiştir. Sentezlenen membranlar, Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi(FT-IR) , su tutma kapasiteleri, şişme özellikleri, iyon değişim kapasiteleri ve iletkenlik ölçümleri ile karakterizeedilmişlerdir. Membranların su tutma yüzdeleri katkı miktarlarına bağlı olarak şişme özelliği göstermeden %20-140, iyon değişim kapasiteleri 1,35 – 2,86 meq/g, proton iletkenlikleri ise oda sıcaklığında ve %100 nemlilikte0,56 – 3,43 mS/cm aralığında değişmiştir. Sonuç olarak, yakıt hücreleri için bu çalışmada geliştirilen membranlar,günümüzde en çok kullanılan ve pahalı olan perflorlu membranlara alternatif olması açısından ümit vermiştir.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Şahin, A., Aktan, H., Ar, İ., Balbaşı, M. (2013). SİLİKA DESTEKLİ, FOSFOLANMIŞ POLİ(VİNİL ALKOL) BAZLI MEMBRANLARIN SENTEZLENMESİ VE KARAKTERİZASYONU. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 25 Sayı: 4. https://ajindex.com/articles/1078573

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (170)

  1. Smitha,B., Sridhar, s., Khan, A.A., “Solid
  2. polymer electrolyte membranes for fuel cell
  3. applications-a review” Journal of Membrane
  4. Science, 259: 10-26 (2005).
  5. Ma, X., Zhang, C., Xiao, G., Yan, D., “Synthesis
  6. and properties of sulfonated poly(arylene ether
  7. phosphine oxide)s for proton exchange
  8. membranes”, Journal of Power Sources, 188:
  9. 63 (2009).
  10. Colicchio, I., Wen, F., Keul, H., Simon, U.,
  11. Moeller, M., “Sulfonated poly(ether ether
  12. ketone)–silica membranes doped with
  13. phosphotungstic acid. Morphology and proton
  14. conductivity”, Journal of Membrane Science,: 45–57 (2009).
  15. Chuang, S., Hsu, S.L., Liu, Y., “Synthesis and
  16. properties of fluorine-containing
  17. polibenzimidazole/silica nanocomposite
  18. membranes for proton exchange membrane fuel
  19. cells”, Journal of Membrane Science, 305:
  20. 363 (2007).
  21. Şahin, A., Balbaşı, M., Ar, İ., “Borik asit ve
  22. boron fosfat destekli, sülfolanmış
  23. polistiren/polivinil alkol kompozit membran
  24. sentezi ve karakterizasyonu”, Gazi Üniversitesi
  25. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24:
  26. 145 (2009).
  27. Alberti, G., Casciola, M., Capitani, D., Donnadio,
  28. A., Narducci, R., Pica, M., Sganappa, M., “
  29. Novel Nafion- zirconium phosphate
  30. nanocomposite membranes with enhanced
  31. stability of proton conductivity at medium
  32. temperature and high relative humidity”,
  33. Electrochimica Acta, 52: 8125-8132 (2007).
  34. Mehta, V., Cooper, J. S., “Rewiev and analysis of
  35. PEM fuel cell design and manufacturing”,
  36. Journal of Power Sources, 114: 32-53 (2002).
  37. Wang, G., Weng, Y., Chu, D., Xie D., Chen, R.,
  38. “Preparation of alkaline anion exchange
  39. membranes based on functional poly(ether-imide)
  40. polymers for potential fuel cell applications”,
  41. Journal of Membrane Science, 326: 4–8
  42. Anis, A., Banthia, A. K., Bandyopadhyay, S., “
  43. Synthesis and characterization of polyvinyl
  44. alcohol copolymer/phosphomolybdic acid-based
  45. crosslinked composite polymer electrolyte
  46. membranes”, Journal of Power Sources, 179:
  47. 80 (2007)
  48. Higa, M., Sugita, M., Maesowa, S., Endo, N., “
  49. Poly(vinyl alcohol)-based polymer electrolyte
  50. membranes for direct methanol fuel cell”,
  51. Electrochimica Acta (2009)
  52. Kumar, G. G., Uthirakumar, P., Nahm, K. S.,
  53. Elizabeth, R. N., “Fabrication and electro
  54. chemical properties of poly vinyl alcohol/para
  55. toluene sulfonic acid membranes for the
  56. application of DMFC”, Solid State Ionics, 180:
  57. 287 (2009).
  58. Kim, S. K., Park, H.B., Rhim, J.W. And Lee,
  59. Y.M., “Preparation and characterization of
  60. crosslinked PVA/SiO2 hybrid membranes
  61. containing sulfonic acid groups for direct
  62. methanol fuel cell applications”, Journal of
  63. Membrane Science, 240: 37-48 (2004).
  64. Hirankumar, G., Selvasekarapandian, S.i Kuwata,
  65. N., Kawamura, J., Hattori, T., “Thermal;
  66. electrical and optical studies on the poly(vinyl
  67. alcohol) based polimer electrolytes”, Journal of
  68. Power Sources, 144:262-267(2005).
  69. Li, L., Wang, Q., Wang, R., “Enchancing
  70. mechanical properties of poly(vinyl alcohol)
  71. blown films by drawing and surface crosslinking,
  72. Journal of Applied Polymer Science”, 98: 774-
  73. Kim, D. S., Guiver, M. D., Nam, S. Y., Yun, T.
  74. I., Seo, M. Y., Kim, S, J., Hwang, H. S., Rhim, J.
  75. W., “Prepertion of ion exchange membranes for
  76. fuel cell based on crosslinked poly(vinyl
  77. alcohol)with poly(styrene sulfonic acid-co-maleik
  78. acid), Journal of Membrane Science, 281:156-
  79. Deluca, N.W. And Elabd, Y.A.,
  80. “Nafion/poly(vinyl alcohol) blends: Effect of
  81. composition and annealing temperature on
  82. transport properties”, Journal of Membrane
  83. Science, 282: 217-224 (2006).
  84. Gohil, J.M., Ray, B., Ray, P., “Studies on the
  85. cross-linking of poly(vinyl alcohol)”, Journal of
  86. Polymer Research, 13: 161-169 (2006).
  87. Son, J.H., Kang, Y.S. And Won, J., “Poly(vinyl
  88. alcohol) -based polymer electrolyte membranes
  89. containing polyrotaxane”, Journal of Membrane
  90. Science, 281 (1-2): 345-350 (2006).
  91. Lin, C.W., Huang, Y.F. And Kanan, A.M.,
  92. “Semi-interpenetrating network based on crosslinked
  93. poly(vinyl alcohol) and poly(styrene
  94. sulfonic acid-co-maleic anhydride) as proton
  95. exchange fuel cell membranes”, Journal of
  96. Power Sources, 164 (2): 449-456 (2007).
  97. Yang, C. C., “Synthesis and characterization of
  98. cross-linked PVA/TiO2 composite polymer
  99. membrane for alkaline DMFC”, Journal of
  100. Membrane Science, 2888: 51-60 (2007)
  101. T. Yang, “Composite membrane of sulfonated
  102. poly(ether ether ketone) and sulfated poly (vinyl
  103. alcohol) for use in direct methanol fuel cells,
  104. Journal of Membrane Science, (2008).
  105. Zhang, Y., Cui, Z., Liu, C., Xing, W., Zhang, J.,
  106. “Implantation of Nafion® ionomer into polyvinyl
  107. alcohol/chitosan composites to form novel
  108. protonconducting membranes for direct methanol
  109. fuel cells”, Journal of Power Sources, (2008).
  110. Yang, C. C., Lee, Y. J., Yang, J. M., “Direct
  111. methanol fuel cell (DMFC) based on PVA/MMT
  112. composite polymer membranes”, Journal of
  113. Power Sources, 188: 30–37 (2009).
  114. Huang, Y.F., Chuang, L.C., Kannan, A.M., Lin,
  115. C.W., “Proton-conducting membranes with high
  116. selectivity from cross-linked poly(vinyl alcohol)
  117. and poly(vinyl pyrrolidone) for direct methanol
  118. fuel cell applications”, Journal of Power
  119. Sources, 186: 22–28 (2009).
  120. Kim, D. S., Park, I. C., Cho, H. I., Kim, D. H.,
  121. Moon, G. Y., Lee, H. K., Rhim, J. W., “Effect of
  122. organo clay content on proton conductivity and
  123. methanol transport through crosslinked PVA
  124. hybrid membrane for direct methanol fuel cell”,
  125. Journal of Industrial and Engineering
  126. Chemistry, 15: 265 (2009).
  127. Bhat, S.D., Sahu, A.K., George, C., Pitchumani,
  128. S., Sridhar, P., Chandrakumar, N., Singh, K.K.,
  129. Krishna, N., Shukla, A. K., “Mordeniteincorporated
  130. PVA–PSSA membranes as
  131. electrolytes for DMFCs”, Journal of Membrane
  132. Science, 340: 73–83 (2009).
  133. Kim, D. S., Cho, H. I., Kim, D. H., Lee, B.
  134. S.,Lee, B. S., Yoon, S., Kim, Y. S., Moon, G. Y.,
  135. Byun, H., Rhim, J., “Surface fluorinated
  136. poly(vinyl alcohol)/ poly(styrene sulfonic acidco-
  137. maleic acid) membrane for polymer
  138. electrolyte membrane fuel cells”, Journal of
  139. Membrane Science, (2009).
  140. Krishnan, P., Park, J. S. And Kim, C.S.,
  141. “Preparation of proton-conducting sulfonated
  142. poly(ether ether ketone)/boron phosphate
  143. composite membranes by an in situ sol–gel
  144. process”, Journal of Membrane Science, 279
  145. (1-2): 220-229 (2006).
  146. Lavorgna, M., Mascia, L., Mensitieri, G., Gilbert,
  147. M., Scherillo, G. And Palomba, B.,
  148. “Hybridization of nafion membranes by the
  149. infusion of functionalized siloxane precursors”,
  150. Journal of Membrane Science, 294 (1-2): 159-
  151. Kim, Y.T., Kim, K.H., Song, M.K. And
  152. Rhee, H.W., “Nafion/ZrSPP composite
  153. membrane for high temperature operation of
  154. proton exchange membrane fuel cells”, Current
  155. Applied Physics, 6 (4): 612-615 (2006).
  156. Science, 259: 10-26 (2005).
  157. membranes”, Journal of Power Sources, 188:
  158. cells”, Journal of Membrane Science, 305:
  159. Electrochimica Acta, 52: 8125-8132 (2007).
  160. Journal of Power Sources, 114: 32-53 (2002).
  161. Journal of Membrane Science, 326: 4–8
  162. membranes”, Journal of Power Sources, 179:
  163. application of DMFC”, Solid State Ionics, 180:
  164. Science, 282: 217-224 (2006).
  165. Polymer Research, 13: 161-169 (2006).
  166. Power Sources, 188: 30–37 (2009).
  167. Sources, 186: 22–28 (2009).
  168. Chemistry, 15: 265 (2009).
  169. Science, 340: 73–83 (2009).
  170. process”, Journal of Membrane Science, 279