بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و عملکرد ریزساختار بسترهای کربنی و لایه ی نفوذ آنها در پیل سوختی پلیمری

لایه ی نفوذ و بستر کربنی آن به عنوان یکی از اجزای مهم پیل سوختی پلیمری نقش های مهمی از جمله ایجاد مسیری برای خروج آب تولیدی و ورود همگن گازهای واکنش دهنده به لایه ی کاتالیست ، ایجاد استحکام برای مجموعه ی الکترود-غشا و کاهش مقاومت تماسی را بر عهده دارد. در گام اول این تحقیق انواع بسترهای کربنی از لحاظ خصوصیات فیزیکی از جمله مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری توسط دستگاه طراحی شده به همین منظور مورد مطالعه قرار گرفت. لازم به ذکر است که این دستگاه قادر است نفوذپذیری و مقاومت الکتریکی محیط های متخلخل را در تراکم های مختلف به صورت همزمان اندازه گیری نماید. در گام بعدی برای بررسی اثر لایه ی میکرومتخلخل، جوهر این لایه حاوی پودر کربن ولکان و محلول تفلون به روش های مختلف حمام فراصوت، فراصوت پیوسته، فراصوت ضربانی و همزن مغناطیسی مخلوط گردید و پس از نشاندن روی بستر کربنی خصوصیات فیزیکی آن ها در تراکم های مختلف بررسی شد. در گام آخر به منظور بررسی اثر تراکم لایه ی نفوذ روی عملکرد پیل ، لایه ی نفوذ ساخته شده به روش حمام فراصوت که دارای بیشترین میزان نفوذپذیری بود، بعد از نشاندن لایه ی کاتالیست در تراکم های مختلف به عنوان کاتد در پیل مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج منحنی های پلاریزاسیون نشان داد که عملکرد پیل حاوی الکترود دارای لایه ی نفوذ ساخته شده به روش حمام فراصوت با تراکم12% لایه ی نفوذ نسبت به پیل های با تراکم 21% و30% لایه ی نفوذ بهتر می باشد. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی در سه ناحیه ی سینتیکی، اهمی و غلظتی نیز این نتایج را تایید می کند. کلمات کلیدی: بستر کربنی؛ مقاومت الکتریکی؛ نفوذپذیری؛ تراکم لایه ی نفوذ؛ پیل سوختی پلیمری