BORİK ASİT VE BORON FOSFAT DESTEKLİ, SÜLFOLANMIŞ  POLİSTİREN/POLİVİNİL ALKOL KOMPOZİT MEMBRAN  SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU
BORİK ASİT VE BORON FOSFAT DESTEKLİ, SÜLFOLANMIŞ  POLİSTİREN/POLİVİNİL ALKOL KOMPOZİT MEMBRAN  SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU
Yazar: Şahin, Alpay; Balbaşı, Muzaffer; Ar, İrfan
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 24 No. 1, 2013
Anahtar kelimeler: PEM, membran sentezi, karakterizasyon, polistiren bazlı kompozit, membran.

Polimer elektrolit yakıt hücreleri (PEMFC), işletimlerinin kolay olması, yüksek enerji yoğunlukları, verimlerinin içten yanmalı motorlara göre çok yüksek olması ve zararlı emisyonlarının olmaması nedeniyle en fazla umut vaat eden güç kaynağı adayıdır. PEMFC’nin kalbini proton değiştirici membran oluşturmaktadır Günümüzde elektrolit olarak kullanımı en yaygın olan 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. Yapılan çalışmada borik asit bazlı sülfonlanmış polistiren/polivinil alkol kompozit membranı ve boron fosfat bazlı sülfonlanmış polistiren/polivinil alkol kompozit membranı sentezlenmiştir. Sentezlenen membranlar su tutma kapasitesi, kalınlık ölçümleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri, Fourier Dönüşüm Kızıl Ötesi Spektroskopisi (FT-IR), iyon değiştirme kapasitesi (IEC), termalgravimetrik analiz (TGA) ve elektrokimyasal empedans ölçümleri gibi karakterizasyon deneylerine tabi tutulmuştur. Çalışmaların sonucunda SPS-PVA-9BP kodlu membranın diğer membranlara göre daha yüksek proton iletkenliği (0,047 mS/cm), iyon değiştirme kapasitesi (1.46 meq/g) ve su tutma kapasitesine (%20.78) sahip olduğu belirlenmiştir. Literatürede rapor edilen değerler ve çalışma kapsamında edinilen bilgilere dayanılarak bu özelliklere sahip bir membran yakıt hücrelerinde elektrolit olarak kullanıma uygundur olduğu düşünülmektedir.

Polimer elektrolit yakıt hücreleri (PEMFC), işletimlerinin kolay olması, yüksek enerji yoğunlukları, verimlerinin içten yanmalı motorlara göre çok yüksek olması ve zararlı emisyonlarının olmaması nedeniyle en fazla umut vaat eden güç kaynağı adayıdır. PEMFC’nin kalbini proton değiştirici membran oluşturmaktadır Günümüzde elektrolit olarak kullanımı en yaygın olan 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. Yapılan çalışmada borik asit bazlı sülfonlanmış polistiren/polivinil alkol kompozit membranı ve boron fosfat bazlı sülfonlanmış polistiren/polivinil alkol kompozit membranı sentezlenmiştir. Sentezlenen membranlar su tutma kapasitesi, kalınlık ölçümleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri, Fourier Dönüşüm Kızıl Ötesi Spektroskopisi (FT-IR), iyon değiştirme kapasitesi (IEC), termalgravimetrik analiz (TGA) ve elektrokimyasal empedans ölçümleri gibi karakterizasyon deneylerine tabi tutulmuştur. Çalışmaların sonucunda SPS-PVA-9BP kodlu membranın diğer membranlara göre daha yüksek proton iletkenliği (0,047 mS/cm), iyon değiştirme kapasitesi (1.46 meq/g) ve su tutma kapasitesine (%20.78) sahip olduğu belirlenmiştir. Literatürede rapor edilen değerler ve çalışma kapsamında edinilen bilgilere dayanılarak bu özelliklere sahip bir membran yakıt hücrelerinde elektrolit olarak kullanıma uygundur olduğu düşünülmektedir.