Pem yakıt pillerinde organik/inorganik nanokompozit membran geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FAHMIN NURİYEV
Danışman: İRFAN AR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Membran, PEM (Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi – PEMYH) yakıt pilinin en önemli bileşenlerinden biridir. Membranlarda aranan özellikler yüksek proton iletkenlik değeri, minimum direnç kayıpları, sıfır elektronik iletkenlik, yeterli mekanik mukavemet ve kararlılık, çalışma koşullarında kimyasal ve elektrokimyasal kararlılık, çevre dostu ve ekonomik olmasıdır. Ayrıca yakıt pilinde hidrojen ve oksijenin doğrudan bir birine karışmasını engellemesi de önemli görevlerindendir. Bu çalışmada yukarıda belirtilen özelliklere sahip, polipropilen bazlı membran sentezi amaçlanmıştır. Sentezlenen membranların proton iletkenliğini artırmak için titanyum dioksit (TiO2) katkı maddesi olarak kullanılarak organik-inorganik kompozit membranlar sentezlenmiştir. Ayrıca aktif grupların membran matrisine katılımında plazma uygulanmasının etkileri incelenmiştir. Membran sentezinden sonra FT-IR, su tutma, şişme özelliği, empedans ölçümleri, iyon değişim kapasitesi (IEC) ve yakıt hücresi performans testleri gibi karakterizasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen membranlardan PPP+5T ve SPP+5T bazlı membranlar ile daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. En yüksek proton iletkenlik değerleri 50 ̊C'de ve 100% nemlilikte PPP+5T ve SPP+5T kodlu membrandan elde edilmiştir. Bu değerler sırasıyla 0.0637 S/cm ve 0.07531 S/cm'dir. Sülfolanmış polipropilenin titanyum dioksit katkısıyla su tutmasının arttığı gözlenmiştir. Plazma uygulanmış ve uygulanmamış polipropilen membranların şişme özelliğinde düzenli bir değişim görülmemiştir. İyon değişim kapasitesinde en iyi sonuç fosfolanmış titanyum dioksit katılmış membranlardan elde edilmiştir. Bu membranların iyon değişim kapasitesi değerleri titanyum dioksit miktarı ile diğerlerine göre daha düzenli artış göstermiştir. Performans deneyleri sonucunda titanyum dioksit katkısı arttıkça membran performansının iyileştiği gözlenmiştir.