Development of sPEEK/ TiSi04 and sPEEK/ sulfonatedTiSi04 nanocomposite membranes for applications in Direct Methanol Fuel Cells

Şu an itibariyle, birçok araştırmacı dikkatlerini daha düşük maliyetli PEEK'e, bir alternatif olarak ortaya çıkan bir polimer olarak odakladılar. Bu çalışma, yüksek su alımı, proton iletkenliği ve iyi DMFC performanslarına sahip sPEEK/TiSiO4 (x1-x3) ve sPEEK/sülfonlanmış TiSiO4 (y1-y3) nanokompozit membranları geliştirmeyi ve üretmeyi amaçlanmaktadır. Baz polimer olarak PEEK, poli (eter eter keton) seçildi ve %53 dereceli bir sülfonasyon ile sPEEK polimeri oluşturmak için 35°C'de 18 saat süreyle sülfonasyon sonrası tekniği ile aktive edilmektedir. Bir FTIR ve XRD analizleri, PEEK'in sülfonatını ve yeni polimerin armofor doğasını doğruladı. Ayrıca FTIR'den saf ve modifiye edilmiş TiSiO4 dolgu maddelerinde titanya ve silis oksitlerin bazı etkileşimlerini de ortaya çıkardı. %53 DS değerine sahip saf sPEEK, tüm sıcaklık aralığında en düşük proton iletkenlik değerlerini göstermiştir. x2 ve y3 membranları su alımında ve 80ºC'deki iletkenlikte önemli artışlar göstermiştir. 80°C'de, y3, 49.14mW/ cm2' lik bir zirve güç yoğunluğuna ulaşırken, x2 membranı, sadece 29.21mW/cm2' ye ulaştı. Bu sonuçlar, DMFC' nin modifiye edilmiş membranlarla performansında bir gelişme olduğunu ortaya koymaktadır. Anahtar Sözcükler: Doğru metanol yakıt hücresi, Nanokompozit membranlar, İnorganik oksit, Sülfonasyon derecesi, Proton iletkenliği