غشای تبادل پروتون بر پایه ی نانوالیاف کاملا فلوئورینه و ماتریس پلی سولفون سولفونه به روش الکتروریسی و آغشته سازی برای کاربرد در پیل سوختی پلیمری

در این پژوهش ساختار و خواص غشای تبادل پروتون سولفونه /فلوئورینه برای کاربرد در پیل سوختی پلیمری مطالعه شد. به این منظور نانوالیاف کاملا فلوئورینه از پلیمر بر پایه ی دکافلوئورو بای فنیل و بیس فنول AF به عنوان بخش آبگریز تهیه شدند. پلی سولفون سولفونه بر پایه ی دی هیدروکسی بای فنیل با درجه سولفونه ی (BP-۷۰) %۷۰ به عنوان ماتریس آبدوست تهیه شد . این پلیمرها طی واکنش جانشینی هسته دوستی آروماتیک در فرآیند پلیمریزاسیون تراکمی سنتز شدند. سپس نانوکامپوزیت دارای %۳۰ وزنی نانوالیاف فلوئورینه به روش آغشته سازی نمد فلوئورینه توسط پلیمر سولفونه با ضخامت تقریبی ۶۰ μm تهیه شد .(NC۳۰) استفاده از ساختار سولفونه/فلوئورینه همراه با وارد کردن نانوالیاف فلوئورینه پایداری مکانیکی، اکسایشی و تشدید جدایی فازی بخش های آبدوست و آبگریز را به ثمر آورد. به این ترتیب استحکام کششی در حدود ۱۱۹/۳۸ MPa و جذب آب کنترل شده ی ۲۹/۲۱% برای نمونه ی NC۳۰ به دست آمد که در مقایسه با مقادیر ۳۵/۷۹ MPa و ۱۰۰/۰۲% مربوط به غشای بر پایه ی کوپلیمر BP-۷۰، بهبود خواص مشهود بود. همچنین مقادیر هدایت پروتون ۰/۰۷۰ S/cm، ۰/۱۰۷ و ۰/۱۱۶ به ترتیب مربوط به نمونه های NC۳۰، BP-۷۰ و نفیون ۲۱۲ نشان از هدایت مناسب غشای تهیه شده با وجود نانوالیاف فلوئورینه ی بدون بار داشت.

Keywords:

پیل سوختی پلیمری , غشای نانوکامپوزیتی , الکتروریسی , آغشته سازی , ساختار سولفونه/فلوئورینه