Sepiyolit ve kaolin katkılı sülfolanmış poli (eter eter keton) kompozit membranın sentezi, karakterizasyonu ve yakıt hücresinde denenmesi
Synthesis, characterization and fuel cell test of sepiyolite and kaolinite added sulfonated poly (ether ether ketone) composite membrane
- Tez No: 472732
- Danışmanlar: PROF. DR. İRFAN AR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Yakıt hücreleri, alternatif enerji üretiminde kullanılan en önemli teknolojilerden biridir. Yakıt hücreleri; hidrojen gibi kaynakları kullanan ve kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Proton değişim membranlı yakıt hücreleri (PDMYH); hızlı çalışabilmesi, yüksek verimliliği, düşük yatırım maliyeti ve çevre dostu olmalarıyla bilinir. Bu yapılan çalışmada amaç, PDMYH'de kullanılmak üzere Nafyon gibi ticari membranlara alternatif olacak bir membran sentezlemektir. Araştırmalar sonucunda; yüksek proton iletkenliği, termal kararlılığı ve mekanik dayanıklılığından dolayı membran yapısı olarak poli eter eter keton (PEEK) polimeri seçilmiştir. PEEK polimerinin sülfolanması membranın proton iletkenliğini artırdığından doayı polimer, membran sentezinden önce sülfolanmıştır. Membran sentez yöntemi olarak klasik döküm yöntemi seçilmiş ve membrana kütlece farklı oranlarda sepiyolit ve kaolin katkı maddeleri eklenmiştir. Membranların termal kararlılığını artırmak için termal çaprazlama işlemi uygulanmıştır. Su tutma kapasitesi, şişme özelliği, iyon değişim kapasitesi, FT-IR analizi, mekanik dayanıklılık, termal kararlılık, elektrokimyasal empedans ölçümü ve yakıt hücresi performans testleri gibi karakterizasyon yöntemleri yerine getirilmiştir. Termal gravimetrik analizi sonuçlarına göre, sepiyolit ve kaolin katkılarının sülfolanmış poli eter eter keton (SPEEK) membranının termal kararlılığını artırdığı gözlemlenmiştir. Sepiyolit ve kaolin katkılı SPEEK membranlarının proton iletkenliği sıcaklık artışıyla artmış ve 80 °C'deki en yüksek proton iletkenliği 0,56 S/cm olarak hesaplanmıştır (SPEEK/K9). SPEEK/K9 membranın iyon değişim kapasitesi 0,02 meq/g olarak ölçülmüş ve su tutma kapasitesi %3,98 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Fuel cells are one of the most important technologies that are used in alternative energy production. Fuel cells are devices that use sources like hydrogen and convert chemical energy directly to the electrical energy. Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are known for their quick start-up, high productivity, low investment cost and enviroment friendly. In this study, the aim is to synthesise an alternative membrane to commercial membranes like Nafion in order to use in PEMFC. As a result of the researches, poly-ether-ether-ketone (PEEK) polymer was selected as membrane structure due to its high proton conductivity, thermal stability and mechanical stability. Since the sulfonation of the PEEK polymer increases the proton conductivity of the membrane, the polymer was sulfonated before the membrane synthesis. The classic casting method was selected as membrane synthesis method, and sepiyolite and kaolinite additives were added to the membrane in different ratios (w/w). On the purpose of increasing the thermal stability of the membranes, thermal crosslinking procedure was applied. Characterization methods such as water uptake capacity, swelling property, ion exchange capacity, FT-IR analysis, mechanical stability, thermal stability, electrochemical empedance measurement and fuel cell performance tests were carried out. According to the thermal gravimetric analysis results, it was observed that the sepiolite and kaolinite additives increased the thermal stability of the sulfonated poly-ether-ether-ketone (SPEEK) membrane. Proton conductivity of the sepiolite and kaolinite added SPEEK membranes increased with increasing temperature and the highest proton conductivity at 80 °C was calculated as 0,56 S/cm (SPEEK/K9). The ion exchange capacity of the SPEEK/K9 membrane was measured as 0,02 meq/g and its water uptake was calculated as 3,98%.
Benzer Tezler
- Farklı kil minerallerinin su bazlı ticari boyaların alüminyum yüzey uygulamaları üzerine etkisinin incelenmesi
An investigation of the effect of different clay minerals on aluminum surface applications of water-based commercial paints
AYŞENUR ÇETİN UĞURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR ZAFER HOŞGÜN
- Preparation and characterization of functionalized sepiolitic clay nanofibers : Antibacterial activity and conductive-AFM study
Sepiyolit nanofiberlerinin fonksiyonelleştirilmesi ve karakterizasyonu: Antibakteriyel aktivite ve AFM-iletkenlik ölçümleri
NİHAN CANSU YALIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Kordiyerit sentezi ve katalitik konvertör altlık şekillendirme
Başlık çevirisi yok
SİBEL SEVİNÇTAV TATAR
Doktora
Türkçe
2001
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜZEYYEN MARŞOĞLU
- Granit bünyesinde sepiyolit katkısı kullanılarak teknik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of technical properties of granite tile body using sepiolite additive
ÖZGE ERTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TANER KAVAS
- Hedefli kanser tedavisine yönelik kil katkılı nanopartikül üretimi ve modellenmesi
Production and modeling of clay additive nanoparticle for targeted cancer treatment
DENİZ KARATAŞ
Doktora
Türkçe
2017
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK
DOÇ. DR. ADEM TEKİN