PEM Yakıt Hücreleri için Sülfone Polieter Eter Keton (sPEEK) Elektrolitlerin Sentezi ve Karakterizasyonu: Sülfonasyon Derecesi Etkisi

Authors : Mesut YILMAZOĞLU

Pages : 424-435

Doi:10.31202/ecjse.649784

View : 11 | Download : 9

Publication Date : 2020-05-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu araştırma, proton değişim membran insert ignore into journalissuearticles values(PEM); yakıt hücrelerinde proton taşıyıcı olarak kullanılan ticari membranlara alternatif olabilecek sülfone polieter eter keton insert ignore into journalissuearticles values(sPEEK); membranların sentezi ve karakterizasyonu ile ilgilidir. Çalışmada saf PEEK membran matrisinin farklı sürelerde insert ignore into journalissuearticles values(1, 2 ve 3 saat); sülfonasyonuyla, sülfonasyon derecesi farklı membranlar üretilmiş, hazırlanan membranların yapısal ve termomekanik karakterizasyonu gerçekleştirilerek standart yakıt hücresi çalışma koşullarında proton iletkenlikleri belirlenmiştir. Hazırlanan sülfone polimerik membranların termomekanik davranışları ve proton iletkenlikleri sülfonasyon derecelerine bağlı olarak değerlendirilmiştir. Membranların termal dayanımları termogravimetrik analizlerle insert ignore into journalissuearticles values(TGA); incelenmiş, tüm ürünler standart yakıt hücresi çalışma koşulları için yüksek termal kararlılık sergilemişlerdir. Proton iletkenlik değerleri ve iyon değişim kapasiteleri sülfonasyon süresi ve sülfonasyon derecesiyle artmış, en yüksek iletkenlik değerleri % 81.44 sülfonasyon derecesi ile hazırlanan sPEEK-3 membranlarında gözlenmiştir. sPEEK-3 membranları için 300-330 K sıcaklık aralığında en yüksek proton iletkenlik değerine insert ignore into journalissuearticles values(3.38x10 -2 S/m); 330 K sıcaklıkta ulaşılmıştır. sPEEK-3 membranların mekanik mukavemeti dinamik mekanik analizle insert ignore into journalissuearticles values(DMA); incelenmiş, depolama modülü insert ignore into journalissuearticles values(E’: 0.23 GPa); ve camsı geçiş sıcaklığı insert ignore into journalissuearticles values(T g : 143 o C); değerlerinin ticari Nafion 212 proton taşıyıcı membranlarla mukayese edilebilir seviyelerde olduğu gözlenmiştir. Bu çalışma sonucunda, hazırlanan  sPEEK-3 membranlarının termomekanik kararlılıklarının ve iletkenlik değerlerinin standart PEM yakıt hücresi işletme koşullarında alternatif olabilecek düzeyde olduğu görülmüştür.
Keywords : Yakıt hücresi, PEM, iletkenlik, polieter eter keton