POLİVİNİL ALKOL BAZLI PROTON İLETKEN MEMBRAN SENTEZİ VE KARAKTERİZASTONU


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

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Derya ORUÇ

Danışman: MUZAFFER BALBAŞI

Özet:

Proton iletken membranlar polimer elektrolit membran yakıt hücreleri (PEMYH'leri)'nin anahtar bileseni olmaları sebebi ile oldukça ilgi görmektedirler. PEMYH çevre dostu olması ve birçok uygulama için etkin güç kaynağı olması açısından ilgi görmektedir. Bu çalısmada, PEMYH için proton iletken kompozit membranlar elde edilmesi amaçlanmıstır. Bu çalısmada polivinil alkol (PVA) bazlı, hipofosforöz asit (H3PO2) katkılı proton iletken membranlar sentezlendi. Mekanik ve kimyasal olarak kararlı membranlar elde etmek amacıyla glutar dialdehit (GA) ile membranlara değisen zamanlarda çapraz bağlama islemi uygulandı. Membran sentezinden sonra Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR), termal gravimetrik analiz (TGA), su tutma kapasitesi ve sisme derecesi, iyon değistirme kapasitesi (IEC) ve elektrokimyasal empedans ölçümleri (EIM), gerilme mukavemet testleri ve kimyasal kararlılık için Fenton testi gibi bazı karakteristik özellik testleri yapıldı. En yüksek proton iletkenlik değeri PVA/40HPA+ISI kodlu membranda 70 0C'de ve 0,01 M H2SO4 varlığında 1,89x10-2 Scm-1 olarak ölçüldü. PVA/40HPA+ISI membranı ve 15GA/PVA/40HPA+ISI membranının kimyasal ve mekanik kararlılıkları karsılastırıldığında PVA/40HPA+ISI membranının daha iyi mekanik dayanım göstermesine karsılık 15GA/PVA/40HPA+ISI membranının kimyasal dayanımının daha iyi olduğu görüldü. Bu nedenle 15GA/PVA/40HPA+ISI membranı membran elektrot birimi (MEB) haline getirilmek üzere seçildi. Fakat membran üzerine uygulanan ön islemler membran kararlılığını azaltmıstır. Karakterizasyon testlerinin sonuçları sentezlenen membranların yakıt hücrelerinde kullanılabileceklerini göstermistir. Fakat bu membranların mekanik ve kimyasal özellikleri PEMYH sistemlerinde kullanım için zayıftır. Bu membranların mekanik ve kimyasal kararlılıkları farklı çapraz bağlama ajanları ve sentez metotları ile gelistirilebilir.