مطالعه اثر عوامل واکنش بر شسته شدن ذرات SiO2دوپه شده از غشای پلیمری نفیان برای کاربرددر پیل های سوختی PEM دما بالا

سال انتشار: 1389
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 414

فایل این مقاله در 10 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJPST-23-2_002

تاریخ نمایه سازی: 13 تیر 1396

چکیده مقاله:

در این پژوهش، غشای نفیان 117 با ذرات SiO2 به وسیله روش سل-ژل دوپه شده است. از آنجا که پدیده حل شدن ذرات دوپه شده اهمیت زیادی در کاربردهای پیل سوختی پلیمری دارد، بنابراین شرایط واکنش برای ایجاد ذرات پایدار تر در زمینه غشا از راه طراحی آزمایش عاملی کامل بهینه شده است. نتایج طراحی آزمایش نشان می دهد ،شرایط بهینه واکنش که در آن شسته شدن ذرات دوپه شده کمترین مقدار است ،دمای 60 درجه سانتی گراد،بدون اضافه کردن اسید و همراه با متورم سازی است. پس از به دست آمدن شرایط مطلوب واکنش، سایر غشاها در آن شرایط تهیه و از نظر جذب آب و ظرفیت تبادل پروتونی مقایسه شدند. افزون بر آن دمای انتقال شیشه ای نمونه ها با وسیله تجزیه DSC اندازه گیری شده و در نهایت به منظور بررسی عملکرد غشاها در مجموعه آزمایشگاهی پیل سوختی پلیمری ارزیابی شدند. مقدار جذب آب نمونه های کامپوزیتی در درصدهای کم مقدار دو په شده بیشتر از مقدار آن برای نفیان اصلاح نشده بود.ظرفیت تبادل پروتونی غشاها نیز با افزودن SiO2 افزایش پیداکرده است. نتایج اندازه گیری دمای انتقال شیشه ای نشان می دهد وارد کردن ذرات معدنی به زمینه غشا پایداری گرمایی آن را برای کارکرد در دماهای بالا افزایش می دهد. نتایج بررسی کارایی غشاها در مجموعه پیل سوختی پلیمری در دو دمای 70 و 110 درجه سانتی گراد نشان می دهد، افزودن ذرات SiO2 برای کارکرد در دماهای بالاتر بسیار مفید بوده است. به طوری که در دمای 110 منحنی قزبش غشای کامپوزیتی با 7 درصد وزنی همواره بالاتر از نفیان قرار داشته و به طور نمونه در چگالی جریان 200mA/cm2 بهبود کارایی دو برابر در ولتاژ پیل مشاهده می شود.

کلیدواژه ها:

سل ، ژل ، جذب آب ، پیل سوختیPEM ، دما بالا ، غشای نفیان دوپه شده با SiO2 ، شسته شدن

نویسندگان

مهدی امجدی

تهران،دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی شیمی

سوسن روشن ضمیر

تهران،دانشگاه علم و صنعت ایران، پژوهشکده سبز،آزمایشگاه پیل سوختی، دانشکده مهندسی شیمی

محمد حسن ایکانی

تهران، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، پژوهشگاه فناوری های نوین ،پژوهشکده صنایع شیمیایی