Pem yakıt pillerinde organik/inorganik nanokompozit membran geliştirilmesi
Organic / inorganic nanocomposite membrane development in pem fuel cells
- Tez No: 514432
- Danışmanlar: PROF. DR. İRFAN AR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Membran, PEM (Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi – PEMYH) yakıt pilinin en önemli bileşenlerinden biridir. Membranlarda aranan özellikler yüksek proton iletkenlik değeri, minimum direnç kayıpları, sıfır elektronik iletkenlik, yeterli mekanik mukavemet ve kararlılık, çalışma koşullarında kimyasal ve elektrokimyasal kararlılık, çevre dostu ve ekonomik olmasıdır. Ayrıca yakıt pilinde hidrojen ve oksijenin doğrudan bir birine karışmasını engellemesi de önemli görevlerindendir. Bu çalışmada yukarıda belirtilen özelliklere sahip, polipropilen bazlı membran sentezi amaçlanmıştır. Sentezlenen membranların proton iletkenliğini artırmak için titanyum dioksit (TiO2) katkı maddesi olarak kullanılarak organik-inorganik kompozit membranlar sentezlenmiştir. Ayrıca aktif grupların membran matrisine katılımında plazma uygulanmasının etkileri incelenmiştir. Membran sentezinden sonra FT-IR, su tutma, şişme özelliği, empedans ölçümleri, iyon değişim kapasitesi (IEC) ve yakıt hücresi performans testleri gibi karakterizasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen membranlardan PPP+5T ve SPP+5T bazlı membranlar ile daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. En yüksek proton iletkenlik değerleri 50 ̊C'de ve 100% nemlilikte PPP+5T ve SPP+5T kodlu membrandan elde edilmiştir. Bu değerler sırasıyla 0.0637 S/cm ve 0.07531 S/cm'dir. Sülfolanmış polipropilenin titanyum dioksit katkısıyla su tutmasının arttığı gözlenmiştir. Plazma uygulanmış ve uygulanmamış polipropilen membranların şişme özelliğinde düzenli bir değişim görülmemiştir. İyon değişim kapasitesinde en iyi sonuç fosfolanmış titanyum dioksit katılmış membranlardan elde edilmiştir. Bu membranların iyon değişim kapasitesi değerleri titanyum dioksit miktarı ile diğerlerine göre daha düzenli artış göstermiştir. Performans deneyleri sonucunda titanyum dioksit katkısı arttıkça membran performansının iyileştiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Membrane is one of the main component of PEM (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell–PEMYH). Desired proporties of membranes have high proton conductivity, minimum resistance losses, zero electrical conductivity, adequate mechanical, chemical and electrochemical stability and durability under working conditions, and environmentally friendly and economical. Further that, one of its main function is to prevent direct intermingling of hydrogen and oxygen. The aim of this study is to synthesis propylene-based membranes that have or having the above-mentioned properties. In order to increase the proton conductibility of synthesized membranes titanium dioxide (TiO2) is addit to membrane matrix. Moreover, effects were of plasma application on membrane proporties were investigated. After membranes, synthesized, charaterization tests such as FT-IR, water hold up, swelling properties, ion exchange capacity (IEC) were performed and, impedance measurements, and fuel cell performance tests were carried out. Among synthesized membranes PPP+5T and SPP+5T based membranes showed better properties compared to others. The highest proton condictivity values were obtained at 50 ̊C and 100% humidity for PPP+5T and SPP+5T coded membranes as 0.0637 S.cm-1 and 0.07531 S.cm-1 respectively. It has been observed that water hold up capacity of titanium dioxide doped membranes, increases as a result of sulfonation. Swelling properties of plasma applied and non-applied polyproplyne membranes were not change regularly. The best ionic exchange capacity results were obtained for titanium dioxide doped phosphonated membranes. Ion exchange capacity of these membranes showed regular increase compared to others with increasing titanium dioxide amount. As a result of performance experiments it was observed that increase in amount of titanium dioxide added to membrane caused improvement in its performance.
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
- Metal organik çerçeve tabanlı azot katkılı yapıların PEM yakıt pillerinde kullanımı
Utilization of metal-organic frameworks based nitrogen-doped structures in PEM fuel cells
MOHAMED ALI MOHAMUD
Doktora
Türkçe
2022
EnerjiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
- Metal-organic framework/graphene oxide derived porous carbons for platinum based electrocatalysts for oxygen reduction reaction
Metal-organik kafes/grafen oksit türevli gözenekli karbonların platin bazlı oksijen indirgenme reaksiyonu elektrokatalizörlerinde kullanımı
EMRE BURAK BOZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- Synthesis of proton exchange membrane by atrp and iniferter methods
Atrp ve iniferter yolu ile iyonik iletkenliğe sahip polimer sentezi
CÜNEYT ERDİNÇ TAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR
- Polyelctrolyte membrane design via click chemistry
Klik kimyası ile polielektrolit membran dizaynı
MEHMET BAŞDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN H. ACAR