İnorganik/organik hibrit proton değişim membranlarının doğrudan metanol yakıt hücreleri (DMYH) için geliştirilmesi
Development of inorganic/organic hybride proton exchange membranes for direct methanol fuel cells (DMFC)
- Tez No: 357278
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Ticari olarak yakıt hücrelerinde sıklıkla kullanılan Nafion türü membranların üstün proton iletkenliklerine karşın yüksek metanol geçirgenlikleri hücre performansını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu sebeple, sunulan projede farklı yaklaşımlar ortaya konularak DMYH için üstün metanol bariyer özelliğine ve kabul edilebilir proton iletkenliği değerine sahip polimer esaslı membranların geliştirilmesi ve ticari Nafion ürüne karşı karşılaştırmalı olarak karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla DMYH uygulamaları için Nafion'a alternatif oluşturabilmesi açısından polieter-eterketon (PEEK) yapısı sülfonasyonu sonucunda sülfone polieter-eterketon (sPEEK) yapısında polimerler hazırlanmıştır. Hem Nafion hem de sPEEK esaslı membranların proton iletkenlik değerini etkilemeksizin metanol geçirgenliği değerini azaltmak için farklı inorganik katkılar polimer matris içerisine ilave edilmiştir. Bu kapsamda, tungstik asit, SiO2 ve organik montmorillanit (OMMT) kullanılmıştır. Yine yenilikçi bir yaklaşımla hem Nafion hem de sPEEK yapısındaki membranlar destek olarak değerlendirilerek tabakalı kaplama (LbL) yöntemiyle inorganik katkı içeren poli allilamin hidroklorit (PAH) ve karboksimetil selüloz (CMC) ile kaplanmış ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. LbL işlemi tek tabaka üzerinden 1-8 saat aralığında farklı kaplama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tüm karakterizasyon sonuçlarından Nafion membrana alternatif olarak önerilen saf sPEEK ve elde edilen sPEEK esaslı kompozit membranların DMYH uygulamalarında kullanım potonsiyelinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte gerek sPEEK membranın kullanımı gerekse de modifikasyonu ile elde edilen kompozit membranların kullanımlarının ticari saf Nafion'a göre üstün ısıl dayanımları, kontrol edilebilir iletkenlik ve metanol geçirgenlikleri değeri nedeni ile araştırılmasının yeni tip membranların geliştirilmesinde yol gösterici olacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Nafion's high methanol permeation leeds to poor cell performance. That's why the development of polymer based membranes with high methanol barier proporties and acceptable proton conductivity and the comparison of new membranes to commercial Nafion product have been carried out in the proposed project. For this purpose sulfonated poly ether ether ketone (sPEEK) has been prepared by the sulfonation of poly ether ether ketone (PEEK) in order to develop new membranes as alternative to Nafion. Different types of inorganik additives have been added into both Nafion and sPEEK polymer matris to decrease methanol permittivity without sacrificing proton conductivity. In this regard tungstic acid and organic montmorillonite (OMMT) have been used. As a innovative approach both Nafion and sPEEK membranes have been used as membrane supports and then polyallilamine hydrochloride (PAH) and carboxymethyl cellulose (CMC) including inorganic additives have been coated on to these supports using LbL technic and the characterizations have been performed. LbL prosedure has been applied in a different time interval (1-8 hours) for one layer coating. From all characterization results , it was found that pure sPEEK membrane and prepared sPEEK based composite membranes which is suggested as alternative to Nafion, have high potential to use in DMFC applications. Moreover, it is expected that the use of both sPEEK membrane and modified composite membranes will have advantage over commercially pure Nafion regarding their superior thermal resistances, controllable conductivity and methanol permeability. Therefor these results will lead to develop a novel type of membranes for DMFC applications.
Benzer Tezler
- Investigation of electronic and optical properties of thiophene containing oligomers by density functional theory
Tiyofen içeren oligomerlerin elektronik ve optik özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi
HAKAN CİCİGÜL
- 2B organik-inorganik hibrit perovskit/geçiş metali dikalkojenit heteroyapılı optik soğurma tabakalarının geliştirilmesi
Development of 2D organic-inorganic hybrid perovskite/transition metal dichalcogenide heterostructured optical absorption layers
ALP YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDAN YELTİK
- Nano-biotechnological application of inorganic binding proteins
İnorganiklere özgün bağlanan peptidlerin nano-biyoteknolojik uygulamalari
SİBEL ÇETİNEL
Doktora
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA
- Polimer elektrolit membranlı yakıt pili uygulamaları için poli(arilen eter) esaslı membranların hazırlanması
Preparation of poly(arylene ether) based polymer electrolyte membranes for fuel cell applications
MERVE GÜRTEKİN SEDEN
Doktora
Türkçe
2013
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
DOÇ. DR. TÜLAY İNAN