SYNTHESIS OF HIGH TEMPERATURE RESISTANT MEMBRANE FORTHE FUEL CELLS

Membran, Proton Değiştirici Membran Yakıt Hücrelerinin (Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi - PEMYH) kalbi olarak kabul edilmektedir. Yakıt hücresinin verimli çalışması için membranların bazı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bu özellikler; yüksek sıcaklık dayanımı, termal kararlılığının iyi olması, yüksek proton iletkenliği, ucuz olması, inert olması, mekanik dayanımının yüksek olmasıdır. Polimer elektrolit membran olarak günümüzde en yaygın kullanılan membranlar perfluoro sülfonik asit membranlardır. Ancak bu membranların yüksek sıcaklıkta proton iletkenliği düşüktür ve çok pahalıdır. Bu nedenle çalışmalar alternatif membranlar arayışı üzerine yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada Nafion içerikli membrana göre daha iyi fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip, hem organik hem de inorganik yapıyı bir arada bulunduran kompozit membran sentezi amaçlanmıştır. Polistiren, polivinil alkol bazlı ve farklı katkılar kullanılarak (Amberlisit, HZSM-5 Si/Al:50, HZSM-5 Si/Al:500, Borik Asit, Boron Fosfat ve Ludox) organik-inorganik kompozit membranlar sentezlenmiştir. Membran sentezinden sonra FT-IR, TGA-DSC, Su tutma kapasitesi, İyon değişim kapasitesi (IEC) ve Elektrokimyasal Empedans ölçümleri gibi karakterizasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen membranlardan PVA + H3PO4 ve PVA + H2SO4 bazlı membranlar diğerlerine göre daha iyi özellikler göstermiştir. En yüksek proton iletkenliği değerleri 60°C'de ve %100 nemlilikte 0.1P-L40 (PVA + 0.1M H3PO4 + %40 Ludox) kodlu membrandan ve 90°C'de ve %100 nemlilikte 0,01S-L40 (PVA + 0.01M H2SO4 + %40 Ludox) kodlu membranlardan elde edilmiştir. Bu değerler sırasıyla 3.75 mS/cm ve 4,77 mS/cm'dir. 0.1P-L40 membranının termal gravimetrik analizleri sonucunda 150°C'ye kadar dayanıklı olduğu, 0,01S-L40 kodlu membranında 250°C'ye kadar dayanıklı olduğu bulunmuştur. Ayrıca bu membranların iyon değişim kapasiteleri 6.26 meq/gr ve 5,02 meq/gr'dır. Sentezlenen membranların karakterizasyon deneyleri sonucu belirlenen özellikleri bu membranların polimer elektrolit membranlı yakıt hücrelerinde kullanılabileceğini göstermiştir. izmir gundem komik videolar cizgi film izle cizgi film 3d oyunlar oyunlar Proton Exchange membrane is regarded as the heart of PEM fuel cells. In order to fuel cell operates efficiently membrane must have some properties such as high proton conductivity and mechanical stability, ability to withstand the high temperatures, low cost, chemically inert and non toxic. The most widely used membranes are perfloro sulphonic acid membranes. But these membranes' proton conductivity is low at high temperatures and also they are very expensive. Because of these reasons alternative membranes are investigated. In this work, polystyrene and polyvinyl alcohol based organicinorganic composite membranes were synthesized by using different additives such as amberlyst, HZSM-5 Si/Al:50, HZSM-5 Si/Al:500, boric acid, boron phosphate and ludox. After membranes were synthesized, some characterization test such as; FT-IR, TGA-DSC, capacity of water uptake, capacity of ion exchange (IEC) and electrochemical impedance measurements (EIM) were performed. PVA+H3PO4 and PVA+H2SO4 based membranes show better properties. The highest proton conductivity values were obtained for the membranes coded as 0.1P-L40 (PVA + 0.1H3PO4 + 40% Ludox) and 0.01S-L40 (PVA + 0.01H2SO4 + 40% Ludox) under the experimental conditions of 60 ºC and 90 ºC respectively at 100% relative humidity. These values are 3.75 mS/cm and 4,77 mS/cm for the 0.1P-L40 and 0.01S-L40 respectively. As a result of thermo gravimetric analysis it was found that 0.1P-L40 coded membrane can stable up to 150ºC and 0.01S-L40 coded membrane can withstand the high temperatures up to 250ºC. Also these membranes' ion exchange capacities were measured as 6.26 meq/g and 5,02 meq/g respectively which are higher than the value reported for Nafion. The properties those are the results of the characterization tests show that synthesized membranes can be used in fuel cells