اصلاح غشا تبادل پروتون پلی وینیل کلراید توسط پلی اتر سولفون سولفونه شده و ارزیابی عملکرد آن در پیل سوختی میکروبی

مطالعه حاضر به اصلاح غشاهای تبادل پروتون بکار رفته در فناوری پیل سوختی میکروبی می پردازد و بر تولید انرژی الکتریکی و تصفیه همزمان فاضلاب تاکید دارد. در میان پلیمرهای مورداستفاده در این غشاها، پلی وینیل کلراید (PVC ) به دلیل استحکام قابل توجه خود برجسته است. بااینحال، ویژگیهای ذاتی آن، مانند آبدوستی محدود و انتقال پروتون کم، تلاش های تحقیقاتی مداوم را برای افزایش خواص آن برانگیخته است. برای رفع این کاستیها، مطالعه حاضر بر اصلاح غشای تبادل پروتون از طریق سولفونه کردن پلیمر پلی اتر سولفون (PES) و افزودن آن به بستر PVC متمرکز شد. ساختارهای مولکولی پلیمرهای سنتز شده، نانوذرات و غشاهای اصلاحشده حاصل با استفاده از طیفسنجی تبدیل فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی موردبررسی قرار گرفتند. غشاهای PVC با درصدهای وزنی مختلف SPES (از ۰ تا ( ۵۰ تهیه شدند و به دنبال آن غشای بهینه توسط آزمون های مختلف تعیین شد. قابلذکر است، پیل سوختی میکروبی دو محفظه که از غشای PVC/SPES با ۴۰ درصد وزنی استفاده شد، نتایج مطلوبی را به همراه داشت، توان تولید ۳۷/۰۴ mW/m۲، بازده کولمبیک ۲۵/۹۵ درصد و نرخ حذف اکسیژن شیمیایی ۸۹/۲ درصد (COD) را به دست آمد.

Keywords:

پیل سوختی میکروبی , غشای تبادل پروتون , پلی اتر سولفون , اصلاح غشا , تولید الکتریسیته