Poroz membranların yüzey modifikasyonu ve tüm vanadyum redoks bataryalar için uygulanması

Bu çalışmanın amacı ekonomik avantajından kaynaklı olarak vanadyum redoks akışkan bataryaların ticarileşmesi için alternatif olabileceği düşünülen Amer-Sil FF60 poroz membranın redoks aktif türlerin karışmasına neden olan geçirgenlik özelliğinin yüzey modifikasyonu ile iyileştirilmesi ve uygulamasına yöneliktir. Bu çalışmada FAP® 450 (FuMA-Tech, Almanya)( anyonik iyon değiştirici membran), Nafyon® 117 (DuPont, USA) (katyonik iyon değiştirici membran) ve Amer-Sil FF60 (poroz membran) (Amer-Sil, Luksemburg) membranları kullanılmıştır. Amer-Sil FF60 poroz membranı Nafyon® (5,7 %, g) ile iki farkli oranda, (0,5:1) ve (1:1), poroz membranın tek yüzü kaplanarak modifiye edilmiştir. Modifikasyon yöntemi olarak spreyleme tekniği kullanılmıştır. Karakterizasyon sonuçlarına göre V4+ difuzivite katsayısının Nafyon® (5,7 %, g) eklendikçe düşürülebildiği gözlenmiştir. Nafyon® (5,7 %, g) eklendikçe poroz membranın seçiciliğinin geliştirilebildiği buna bağlı olarak modifiye poroz membranın belirgin ölçüde bir kapasite artışı sağlayabildiği görülmüştür. Ne var ki Nafyon® (5,7 %, g) eklenisi ile iyonik iletkenliğin düştüğü gözlenmiştir. Hidrofobiklik sağlayan (PTFE) miktarı arttıkça hidrofiliklik ve proton iletkenliği düşmüştür. Kimyasal stabilite testi yalnızca Amer-Sil FF60 poroz membrana uygulanmıştır ve yüksek asidik ortamda stabil olduğu gözlenmiştir. Hücre testlerine göre Amer-Sil FF60 poroz membranın modifikasyonu sayesinde performansının %15 civarında geliştirilebildiği gözlenmiştir. Buna baglı olarak, ekonomik olarak daha avantajlı olan Amer-Sil FF60 membranın modifikasyonu anlamlı olabilir. Nafyon stabilite testi sonucları Nafyon (5,7 %, g)'un yüksek asidik ortama sahip vanadyum elektroliti ile etkileştikçe yüzeyde kalamadığını göstermiştir.