Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TUĞÇE NUR KARAMETE
Danışman: İRFAN AR
Özet:Bu çalışma, PDMYH’ de kullanılmak üzere kimyasal ve termal olarak kararlı, mekanik dayanımı yüksek, iyon değişim kapasitesi ve proton iletkenliği yüksek, ticari Nafion’a alternatif membran sentezini, karakterizasyon çalışmasını içermektedir. Membran matrisinin ana malzemesi olarak poli-eter-eter-keton (PEEK) ve poli vinil alkol (PVA) kullanılmıştır. PEEK, yüksek sıcaklıklarda kararlı, mekanik dayanımı yüksek ve iyi film oluşturması gibi özellikleri sebebiyle kullanılmıştır. PVA ise yapısındaki tekrarlayan –OHgruplarından dolayı kolay modifiye edilebilen ve iyi film oluşturabilmesi özellikleri sebebiyle seçilmiştir. Proton iletkenliğini artırmak amacıyla PEEK polimeri sülfonasyon işlemine tabii tutulmuştur. Sülfolanmış polimer çubukları dimetilasetamid (DMAc) ve dimetilformamid (DMF) çözücüleri içerisinde çözdürülmüştür. Çözdükten sonra, kompozit yapı oluşturması için yapıya kütlece %0-20 PVA eklenmiştir. Membranın performans ve proton iletkenlik özelliklerini artırmak, su tutma ve şişme özelliklerini dengelemek amacı ile bir esnek bağlayıcı olan borik asit yapıya kütlece % 0-20 aralığında eklenmiştir. Membran sentezinde klasik döküm yöntemi kullanılmış, sentezlenen membranda şişme, su tutma, iyon değişim kapasitesi, empedans ölçümleri, termal gravimetrik analiz (TGA), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), hidrolik dayanım, X-ışınımı kırılım analizi (XRD), taramalı elektron analizi (SEM) karakterizasyon yöntemleri uygulanmıştır. En iyi sonuç veren membran sp80/pv20/ba10-T kodlu membrandır. Bu membranın şişmesi %12,96, su tutma kapasitesi %36,73, iyon değişim kapasitesi 0,80meq.g-1 (25 °C), Proton iletkenlik değerleri 0,092 S.cm-1 (30°C) ve 0,206 S.cm-1 (80 °C) olup, membran 600oC’ ye kadar termal olarak dayanıklıdır. 1500 saatlik hidrolik dayanım testi sonucundaysa yapısını korumuştur. Bu sonuçlar, PEMFC uygulamaları açısından söz konusu membranın ticari Nafion membrana alternatif olabileceğini göstermiştir