YAKIT HÜCRELERİNDE KULLANMAK ÜZERE POLİVİNİL ALKOL BAZLI KOMPOZİT MEMBRAN SENTEZİ


Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2008

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYŞE TAŞKIN

Danışman: İRFAN AR

Özet:

Membran, Proton Değiştirici Membran Yakıt Hücrelerinin (Proton Değiştiren Membran Yakıt Hücresi - PEMYH) performansını etkileyen en önemli bileşenidir. Bu nedenle, membranların düşük maliyete, yüksek proton iletkenliğine, mekanik dayanıklılığa, kimyasal ve ısıl kararlılığa sahip olması önemlidir. PEMYH' de en yaygın olarak kullanılan membran, perfluro sülfonik asit (örneğin: Nafyon) membrandır. Nafyonun proton iletkenliği 0,1 S/cm'dir. Ancak, Nafyon yüksek sıcaklıkta proton iletkenliğini kaybetmektedir. Bu nedenle, yüksek sıcaklıkta yüksek proton iletkenliğine, fiziksel ve kimyasal kararlılığa sahip membran sentezi hedeflenmiştir. Sülfosüksinik Asit (SSA), Polietilen Glikol (PEG) ve Titanyum dioksit (TiO2) gibi farklı katkılar kullanılarak Polivinil Alkol (PVA) bazlı membranlar sentezlenmiştir. Membran sentezinden sonra FT-IR, su tutma kapasitesi, iyon değişim kapasitesi (IEC) ve elektrokimyasal empedans ölçümleri gibi karakterizasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu karaterizasyon deneylerine göre, % 10 TiO2 içeren membranın proton iletkenlik değerlerinin daha uygulanabilir olduğu tespit edilmiştir. SSA-10TiO2 içeren PVA bazlı membranlar kendi aralarında değerlendirildiğinde, % 100 nemlilikte 20SSA-10TiO2 membranın proton iletkenliğinin 0,0025 S/cm (25°C) ile en yüksek olduğu görülmüştür. Sıcaklık arttıkça proton iletkenliği azalmıştır ve 20SSA-10TiO2 membranın 80°C'de proton iletkenliği 0,00032 S/cm'e düşmüştür. Bunlara ilave olarak bu membranın iyon değişim kapasitesi 9,64 meq/g olarak bulunmuştur. Sentezlenen membranların karakterizasyon deneyleri sonuçları, bu membranların Proton Değiştiren membranlı yakıt hücrelerinde kullanılabileceğini göstermiştir.