Development of zeolite-nafion composite membranes for pem fuel cells
Pem yakıt hücrelerinde zeolit nafyon kompozit membranların geliştirilmesi
- Tez No: 252104
- Danışmanlar: PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 38
Özet
Poroton geçirgen membran yakıt hücreleri sahip oldukları yüksek enerji verimliliği, uzun kullanım ömrü ve düşük kirlilik emisyonu gibi özelliklerinden dolayı günümüzde en çok tercih edilen yakıt hücrelerindendir. En yaygın olarak kullanılan proton geçirgen membranlar Dupont firmasının ürettigi Nafion olarak bilinen perfluoro sülfonik asit membranlarıdır. Bu membranlar oldukça yüksek proton iletkenliğine, mekanik dayanıklılığa ve kimyasal ve termal kararlılığa sahiptir. Ancak üretim aşamasındaki yüksek maliyeti, yüksek sıcaklıklardaki düşük proton iletkenliği ve metanol geçirgenliği gibi özelliklerinden dolayı yakıt hücrelerindeki kullanım alanları kısıtlanmaktadır.Bu çalışmanın amacı, düşük maliyet ile yüksek mekanik güce, kimyasal ve termal kararlılığa sahip ve yüksek sıcaklıklarda yüksek proton iletkenlik gösterebilen zeolit-Nafion kompozit yapıda yakıt hücresi membranları geliştirmektir. Bu amaçla, proton iletken matriks olarak Nafion iyonomeri, zeolitik dolgu olarak da doğal zeolitlerden klinoptilolit zeoliti kullanılmıştır. Değişik zeolit miktarlarıyla hazırlanan membranlar H+ ve Na+ formlarında yapılara dönüştürülmüştür. Karakterizasyon deneyleri için empedans spektroskopisi, SEM ve AFM kullanılmıştır. Proton iletkenlik ölçümleri 25- 80 0C arasında yapılmış ve iletkenliğin sıcaklıkla arttığı gözlenmiştir. SEM ve EDX sonuçları da zeolit parçacıklarının Nafion yüzeyine iyi bir dağılım gösterdiğini kanıtlanmıştır. Son olarak, Nafion un zeolit ile modifikasyonu ticari Nafion membranları ile karşılaştırıldığında karakteristik yapısında ayırt edilebilir değişiklikler gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cells are the most preferred type of fuel cells due to their high energy densities, low polluting emissions and long life times. The most widely used proton exchange membranes are perfloro sulphonic acid membranes, such as Dupont?s Nafion, because of their excellent proton conductivity, mechanical strength, thermal and chemical stability. However, their high preparation cost, low ion conductivity at high temperatures and high methanol permeability limit their commercialization in fuel cells.The purpose of this study is to develop zeolite-Nafion composite membranes that have high mechanical strength, thermal and chemical stability and high proton conductivity at elevated temperatures at relatively low cost. For this purpose, Nafion ionomer was used as proton conducting matrix and clinoptilolite as zeolitic filler. The membranes were converted into the H+ and Na+ forms after the preparation of membranes with different zeolite content. The characterizations of the membranes were done by impedance spectroscopy, microscopic and electrochemical methods. The proton conductivities were measured in the temperature range of 25-80 0C. The results showed that proton conductivites increased with temperature. Also from SEM and EDX results, we observed that the zeolite particles were evenly dispersed in the Nafion matrix. Finally, we found that modification of Nafion with zeolites resulted in notable changes in its characteristics when compared with sole Nafion.
Benzer Tezler
- Development of organic-inorganic composite membranes for fuel cell applications
Yakıt pili uygulamaları için organik-inorganik kompozit membran geliştirilmesi
HÜLYA ERDENER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN BAÇ
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Development and characterization of composite proton exchange membranes for fuel cell applications
Yakıt pili uygulamaları için kompozit proton değişim membranları geliştirilmesi ve karakterizasyonu
R. GÜLTEKİN AKAY
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN BAÇ
- Fischer Tropsch sentezi için zeolit destekli demir katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zeolite supported iron based catalysts for Fischer Tropsch synthesis
BETÜL GÜRÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Karbonmonoksit metanlaşma reaksiyonu için zeolit destekli katalizörler geliştirilmesi ve mikrokanallı reaktörde test edilmesi
Development of zeolite supported catalysts for carbonmonoxide methanation reaction and testing in a microchannel reactor
YUSUF SERKAN KILINÇ
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ DEREKAYA
- Karbondioksit ve karbonmonoksit metanlaşma reaksiyonu için zeolit destekli katalizör geliştirilmesi
Development of zeolite supported catalysts for the carbondioxide and carbonmonoxide methanation reaction
SELİN ODABAŞI ERKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ DEREKAYA