Polipirol ve pedot: PSS kaplanmış ve elektroeğirme yöntemi ile üretilen polimer nanoliflerin pem tipi yakıt hücrelerinde gaz difüzyon katmanı olarak kullanımının araştırılması

Bu çalışmanın amacı, geleneksel makro gözenekli substrat ve mikro gözenekli katmana ihtiyaç duymadan, proton değişim membranlı yakıt hücreleri için yüksek performanslı ve tamamen nanofiberlerden oluşan yeni gaz difüzyon katmanları üretmektir. Diğer bir amaç, makro gözenekli substrat ve mikro gözenekli katman arasındaki arayüzün sisteme karşı bir miktar direnç oluşturup hücre performansını düşüren olumsuz etkilerinin üstesinden gelmektir. Bu amaçla elektroeğirme yöntemiyle polimetil metakrilat nanofiber matlar üretilmiştir. Bu katmanlar, oksidatif polimerizasyon yoluyla polipirol ve poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat konjuge polimerleri ile kaplanmıştır. Polipirol nanofiber gas difüzyon katmanı ve poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat nanofiber gaz difüzyon katmanı üretilmiştir. Sonuçlara göre, silindirik ve homojen polimetil metakrilat nanoliflerinin elde edildiğini göstermiştir. Polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanında, polimetil metakrilat nanofiberleri polipirol ile mükemmel bir şekilde kaplanmıştır, fakat poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat ve polimetil metakrilat nanofiberleri arasındaki arayüzde boşluklar gözlenmiştir. Yirmi dört saatlik suya daldırma sırasında yapılan yığın gözeneklilik ölçümleri, ıslak koşullarda daha iyi boyutsal stabilite sunan yeni polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanı için hiçbir boyutsal değişimin gözlemlenmediğini ortaya çıkarmıştır. En yüksek iletkenlik poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat nanofiber gaz difüzyon katmanı için elde edilmiştir. Hücre performans testleri, polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanının yüksek bir güç yoğunluğunun olduğunu ortaya çıkarmıştır. Literatürde ilk kez, tamamı iletken polimer kaplı nanoliflerden oluşan yüksek performanslı gaz difüzyon katmanları, ticari sistemlere düşük maliyetli alternatifler olarak önerilmektedir.