Investigation of the use of polypyrrole and pedot: PSS coated electrospun polymer nanofibers as gas diffusion layer in pem fuel cells
Polipirol ve pedot: PSS kaplanmış ve elektroeğirme yöntemi ile üretilen polimer nanoliflerin pem tipi yakıt hücrelerinde gaz difüzyon katmanı olarak kullanımının araştırılması
- Tez No: 904642
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞERİFE AKKOYUN, PROF. DR. SELAHATTİN ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Bu çalışmanın amacı, geleneksel makro gözenekli substrat ve mikro gözenekli katmana ihtiyaç duymadan, proton değişim membranlı yakıt hücreleri için yüksek performanslı ve tamamen nanofiberlerden oluşan yeni gaz difüzyon katmanları üretmektir. Diğer bir amaç, makro gözenekli substrat ve mikro gözenekli katman arasındaki arayüzün sisteme karşı bir miktar direnç oluşturup hücre performansını düşüren olumsuz etkilerinin üstesinden gelmektir. Bu amaçla elektroeğirme yöntemiyle polimetil metakrilat nanofiber matlar üretilmiştir. Bu katmanlar, oksidatif polimerizasyon yoluyla polipirol ve poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat konjuge polimerleri ile kaplanmıştır. Polipirol nanofiber gas difüzyon katmanı ve poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat nanofiber gaz difüzyon katmanı üretilmiştir. Sonuçlara göre, silindirik ve homojen polimetil metakrilat nanoliflerinin elde edildiğini göstermiştir. Polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanında, polimetil metakrilat nanofiberleri polipirol ile mükemmel bir şekilde kaplanmıştır, fakat poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat ve polimetil metakrilat nanofiberleri arasındaki arayüzde boşluklar gözlenmiştir. Yirmi dört saatlik suya daldırma sırasında yapılan yığın gözeneklilik ölçümleri, ıslak koşullarda daha iyi boyutsal stabilite sunan yeni polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanı için hiçbir boyutsal değişimin gözlemlenmediğini ortaya çıkarmıştır. En yüksek iletkenlik poli(3,4-etilendioksitiyofen):polistiren sülfonat nanofiber gaz difüzyon katmanı için elde edilmiştir. Hücre performans testleri, polipirol nanofiber gaz difüzyon katmanının yüksek bir güç yoğunluğunun olduğunu ortaya çıkarmıştır. Literatürde ilk kez, tamamı iletken polimer kaplı nanoliflerden oluşan yüksek performanslı gaz difüzyon katmanları, ticari sistemlere düşük maliyetli alternatifler olarak önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to produce novel gas difusion layers for proton exchange membrane fuel cells with high performances and consisting entirely of nanofibers without the need of traditional macroporous substrate and microporous layer. Another objective is to overcome the negative impacts of the interface between macroporous substrate and microporous layer inducing some resistance to the system and decreasing the cell performance. For this purpose, polymethyl methacrylate nanofiber mats were produced by electrospinning. These layers were coated with polypyrrole and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate conjugated polymers by oxidative polymerization. Polypyrrole nanofiber gas diffusiın layer and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate nanofiber gas diffusion layer were produced. According to the results, cylindrical and homogeneous polymethyl methacrylate nanofibers were obtained. In polypyrrole nanofiber gas diffusiın layer, the polymethyl methacrylate nanofibers were perfectly well coated by polypyrrole whereas voids are observed at the interface between poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate and polymethyl methacrylate nanofibers. Bulk porosity measurements at twenty four hours of water immersion also revealed that no dimensional variation was observed for the novel polypyrrole nanofiber gas diffusiın layer which presents a better dimensional stability in wet conditions. The highest conductivity was obtained for poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate nanofiber gas diffusion layer. Cell performance tests revealed a remarkable power density for novel polypyrrole nanofiber gas diffusion layer. For the first time in the literature, high-performance gas diffusion layers totally made of conductive polymer coated nanofibers are proposed as low cost alternatives to commercial systems.
Benzer Tezler
- Gül posası üzerine polipirol kaplanarak hazırlanan kompozitlerin sulu ortamdan Pb (II) ve Cd (II) uzaklaştırılmasında kullanımının araştırılması
Investigation of the utilization of composites prepared by coating polypyrrole on rose pulp for the removal of Pb (II) and Cd (II) from aqueous media
CEYDA CANOLUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
KimyaMehmet Akif Ersoy ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SONGÜL ŞEN GÜRSOY
- Production and characterization of electrospun chitosan/polypyrrole nanofibers and investigation of their electrochemical properties
Elektroeğirme yöntemiyle üretilen kitosan/polipirol nanoliflerinin üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
BEDİRHAN BOZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞERİFE AKKOYUN
- Çok duvarlı karbon nanotüp/polipirol nanokompozitlerin yerinde polimerizasyon yöntemi ile sentezi ve süperkapasitor özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of multi-walled carbon nanotube/polypyrrole nanocomposites by in situ polymerization method and investigation of their supercapacitor properties
PELİN ÖKDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERİDUN DEMİR
- Ion-exchange and charge transport in films of conducting polymer and composite
Başlık çevirisi yok
ASUMAN ÜNAL
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ