The Production of a Silicon-Based Proton-Exchange Membrane with Different Porosity Layers

Authors : Meltem GÖR BÖLEN, Tevhit KARACALI

Pages : 58-65

View : 12 | Download : 10

Publication Date : 2018-04-24

Article Type : Research Paper

Abstract :Son yıllarda dikkat çeken iki konu olan, yenilenebilir enerji ve gözenekli silikonu birleştiren bu çalışma, proton ileten membran yakıt hücresi için gözenekli silikon proton ileten membran yapmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla, öncelikle istenilen kalınlıkta membran yapabilmek için 200μm kalınlık, 0.001-0.005 Ωcm özdirencine sahip çift yüzü parlak p tipi silikon dilimin 4.41 cm2’ lik arka yüzüne ıslak aşındırma yapılmıştır. Daha sonra RCA yöntemi ile silikon dilimin temizliği yapılıp silikonun ön yüze fotolitografi yardımı ile maske üzerindeki ızgara şekli basılmıştır. Bizim tarafımızdan tasarlanmış bir çift tanklı elektrokimyasal hücreye yerleştirilen silikonun 3.61 cm2’ lik ön yüzüne çeşitli akım yoğunluklarında belirli sürelerde anodizasyon yapılıp gözenekli tabakanın numune boyunca oluşumu sağlanmıştır. Son olarak gözenek uçlarının açıldığından emin olmak için silikonun arka yüzeyinden yüksek akım geçirilmek suretiyle gözenek oluşumu tamamlanmıştır. Oluşturulan gözenekli tabaka kalınlığı taramalı elektron mikroskobu ile gözlemlenmiştir. Gözenekli silikonun membran olarak kullanılabilirliğinin ölçüsü olarakta methanol yardımı ile yakıt geçiş testi ve formik asit yardımı ile elektrokimyasal empedans spektroskopi yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda iyon geçişi gözlemlenmiştir.
Keywords : Gözenekli silikon, Proton ileten membran, Silikon aşındırma, Elektrokimyasal empedans spektroskopi, Elektrolitik parlatma