سنتز پلیمر و ساخت نانوکامپوزیت های پلی(آریلن اتر سولفون) سولفونه و بررسی خواص جهت کاربرد در پیل سوختی متانول مستقیم

با توجه به افزایش روزافزون مصرف منابع محدود سوختهای فسیلی و آلودگی های زیست محیطی حاصل از آنها،پیل های سوختی به عنوان منبع تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر در سال های اخیر، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. غشاجزء مهم و کلیدی در پیل سوختی پلیمری است که وظیفه ی آن انتقال پروتون و درنهایت تولید جریان الکتریکی است. اینپژوهش با هدف تهیه غشاهای کامپوزیتی و نانوکامپوزیتی بر پایه پلی (آریلن اتر سولفون) سولفونه به عنوان غشای تبادلپروتونی و به منظور جایگزینی نفیون در پیل های سوختی انجام شد. پروژه در دو بخش به انجام رسید که در بخش اولابتدا سنتز مونومر سولفونه طی واکنش الکترون دوستی بیس ( ۴- فلوئورو فنیل سولفون) در دستور کار قرار گرفت سپس کوپلی اتر سولفون سولفونه با درصد سولفونه ۴۵ % به روش پلیمریزاسیون تراکمی سنتز شد. در بخش دوم، غشای نانو کامپوزیتیاز کوپلیمر سولفونه تصادفی پلی اتر سولفون سولفونه با درصد سولفونه شده ۴۵ % بر پایه نانو ذرات سپیولایت تهیه شدند. دراین بخش با افزودن ۱، ۳ و ۵ درصد وزنی نانو ذرات سپیولایت به ماتریس پلیمر، نانو کامپوزیت ها تهیه گردیدند. از قالب ریزی محلولی برای تهیه غشاها استفاده شد. با افزودن نانو ذرات به ماتریس پلیمری ملاحظه شد که خواص غشاهای تبادل پروتونینظیر پایداری حرارتی، پایداری اکسیداسیونی و عبور متانول در غشا بهبود می یابند. غشا با درصد نانو بالاتر عبورپذیری متانولکمتری در مقایسه با بقیه غشاها و غشاهای نفیونی نشان داد، زیرا در حضور نانوذره، ارتباط متقابل بین زنجیری افزایشمی یابد که نتیجه آن، قرار گرفتن زنجیرهای متراکمتر و منظمتر در کنار یکدیگر است که همین امر نیز باعث کاهش عبورمتانول از غشا می شود.

Keywords:

غشا , کامپوزیت , نانوکامپوزیت , نفیون , عبور متانول