بهبود خواص ورقه کربنی توسط نانو لوله های کربنی برای پیل سوختی پلیمری

کاغذ الیاف کربنی یکی از مهمترین زیرلایه های بکار رفته در لایه ی نفوذ گاز سلول سوختی غشاء الکترولیت پلیمری به حساب می آید. در این پژوهش روش جدیدی برای آماده سازی کاغذ الیاف کربنی برپایه ی ترکیب پلی اکریلونیتریل-مواد کربنی معرفی شد که در آن از محتوای مختلفی از مواد کربنی همچون: کربن سیاه (ولکان)، پودر گرافیت و نانولوله ی کربنی استفاده شده است. در این روش ابتدا الیاف ترکیب های پلی اکریلونیتریل-مواد کربنی توسط فرایند تر-ریسی آماده گردید، سپس در اولین مرحله برای پایدارسازی اکسایشی تحت جو اکسیژن و گستره ی دمایی 300-160 درجه سانتی گراد (سرعت گرمادهی 1 درجه بر دقیقه) تحت حرارت قرار گرفتند. این عملیات الیاف ترکیب کربن-پلی اکریلونیتریل گرما نرم را به ترکیبی حلقوی غیر پلاستیک یا نردبانی تبدیل می کند. بعد از فرایند پایدارسازی؛ تحت یک محیط بی اثر (نیتروژن)، پیش کربنی شدن الیاف در دماهای 600 -300 درجه سانتی گراد (سرعت گرمادهی 10 درجه بر دقیقه) انجام شد سپس در دماهای بین 600 تا 1100 درجه سانتی گراد (سرعت گرمادهی 5 درجه بر دقیقه) الیاف کربنی شدند. پس از افزودن تفلون، این الیاف طی عملیاتی بصورت ورقه ای آماده سازی گردیدند. در نهایت ورقه (کاغذ) های کربنی توسط تکنیک هایی همچون: بررسی میزان جذب آب، میکروسکوپ الکترون روبشی (sem)، تکنیک جریان-کنترل شده (کرنوپتانسیومتری) و طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی مورد سنجش قرار گرفتند.