ساخت و بررسی غشاءهای پیل سوختی

غشاءهای کامپوزیت غیرفلورینه همگن برپایه اختلاط پلی اتر سولفون (pes) و پلی وینیل الکل (pva) و با استفاده از دی متیل سولفوکساید به عنوان حلال تهیه شدند. غشاءها توسط روش انحلال-ریخته گری آماده شدند. فسفوتانگستیک اسید (pwa) (سوپر اسید برونشتد) برای دادن هدایت پروتونی مطلوب به غشاء انتخاب گردید. غشاءهای تهیه شده به منظور به کارگیری به عنوان غشاءهای تبادل کاتیون و تبادل پروتون درنظر گرفته شدند. اثر نسبت های مختلف مخلوط پلیمری و میزان pwa روی خصوصیات غشاءهای تهیه شده ارزیابی شدند. میزان پایداری pwaدر پلیمر و تست های تورم (sw)، جذب آب (wu)، ظرفیت تبادل یونی (iec)، غلظت یونی ثابت(fic)، پتانسیل غشاء، چگالی بار سطحی، نفوذ پذیری، عدد انتقال، مقاومت الکتریکی، هدایت پذیری پروتون، نفوذپذیری متانول، انتخابگری، مقاومت مکانیکی، dsc و tga به منظور بررسی عملکرد غشاءها انجام گردید. مقادیر sw، wu،iec ، هدایت پذیری پروتون، نفوذپذیری متانول و مقاومت مکانیکی برای غشاء نفیون 117 گزارش و با مقادیر غشاء کامپوزیت مقایسه گردید. درجه تورم با افزایش pwa و کاهش نسبت اختلاط pes/pva کاهش می یابد. با افزایش میزان pwa و کاهش میزان pes، جذب آب کاهش می یابد. با اضافه نمودن درصد pwa در غشاهای کامپوزیت، میزان iec اضافه می شود؛ درحالی که اختلاط دو پلیمر اثری روی iec ندارد. با افزایش میزان pwa به غشاء fic، چگالی بار سطحی، نفوذ پذیری، عدد انتقال و پتانسیل غشاء افزایش می یابد. روند معکوسی با افزایش میزان pes مشاهده می شود. مقاومت الکتریکی با افزایش میزان pes و کاهش میزان pwa افزایش می یابد. هدایت پذیری پروتون، نفوذپذیری متانول و مقاومت کششی با افزایش میزان pwa و pes افزایش می یابد؛ در حالی که کشش در شکست با افزایش میزان pes و کاهش میزان pwa افزایش می یابد. همگن بودن غشاءهای ساخته شده توسطdsc تأیید شد. آنالیز tga نشان داد که افزایش میزان pwa و pes به pva پایداری حرارتی غشاء را بهبود می بخشد. به علاوه، عملکرد مجموعه الکترود- غشاء در dmfc با استفاده از بهترین نمونه غشائی تهیه شده در دمای c° 80 با دو غلظت متفاوت از متانول (1و5 مولار) و اکسیژن در فشار 2 اتمسفر ارزیابی شد و با نفیون 117 مقایسه گردید.