اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده
فرضیه: در سال‌های اخیر با توجه به کاهش منابع انرژی در دسترس، پیشرفت‌های شایان توجهی در زمینه مطالعه پیل‌های سوختی و به‌ویژه سلول‌های دارای متانول به‌عنوان منابع تأمین انرژی حاصل شده است. غشای الکترولیتی از اجزای مهم سلول‌های سوختی به‌شمار می‌آید که نقش انتقال پروتون و به‌دام انداختن متانول را ایفا م...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Iran Polymer and Petrochemical Institute
2019-10-01
|
| Series: | علوم و تکنولوژی پلیمر |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://jips.ippi.ac.ir/article_1682_33c96542d2e55a6bfc16c6dd8068fe53.pdf |
| id |
doaj-7f944d904f8e47508c18d31156129e09 |
|---|---|
| record_format |
Article |
| spelling |
doaj-7f944d904f8e47508c18d31156129e092021-09-22T11:18:02ZfasIran Polymer and Petrochemical Instituteعلوم و تکنولوژی پلیمر1016-32552008-08832019-10-0132434936510.22063/jipst.2019.16821682اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشدهیاسمین خسروی0شادی حسن آجیلی1محمدحسین مسلمین2معصومه طباطبایی3یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، گروه شیمی، صندوق پستی 8214810شیراز، دانشگاه شیراز، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، بخش مهندسی شیمی، کد پستی 7193616511یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، گروه شیمی، صندوق پستی 8214810یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، گروه شیمی، صندوق پستی 8214810فرضیه: در سال‌های اخیر با توجه به کاهش منابع انرژی در دسترس، پیشرفت‌های شایان توجهی در زمینه مطالعه پیل‌های سوختی و به‌ویژه سلول‌های دارای متانول به‌عنوان منابع تأمین انرژی حاصل شده است. غشای الکترولیتی از اجزای مهم سلول‌های سوختی به‌شمار می‌آید که نقش انتقال پروتون و به‌دام انداختن متانول را ایفا می‌کند. غشای الکترولیتی باید پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی و نیز مقاومت مکانیکی زیادی را در شرایط عملیاتی داشته باشد. همچنین، رسانندگی پروتون زیاد برای عملکرد بهتر غشای پیل سوختی لازم است.روش‌ها: در این پژوهش، غشاهای جدید نانوکامپوزیتی به‌عنوان الکترولیت برای کاربرد در سلول‌های سوختی تهیه شدند. بدین منظور، دو نوع غشا شامل پلی‌اترسولفون سولفون‌دارشده (SPES) و آمیخته آن با پلی‌یورتان (PU) به‌عنوان غشاهای پایه انتخاب شدند. ابتدا، پلی‌اتر سولفون با استفاده از سولفونیک اسید، سولفون‌دار و با PU و(SPES/PU) آمیخته شد. سپس، نانوذرات سیلیکا با درصد‌های وزنی متفاوت (3، 5 و %8 وزنی) به غشای آمیخته‌ای (SPES/PU/SiO2) اضافه شدند. خواص غشاهای تهیه‌شده با آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو X، گرماوزن‌سنجی، جذب آب و متانول، اندازه‌گیری رسانندگی پروتون و میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. یافته‌ها: نتایج توزیع مناسب PU را در غشاهای تهیه‌شده نشان داد که دلیل آن تشکیل پیوندهای هیدروژنی میان گروه‌های قطبی SPES و PU بوده است. از این‌رو، رسانندگی غشاهای آمیخته‌ای با سازوکار افزایش قطبیت نسبت به نمونه‌های خالص بدون افزایش شدید در جذب آب و متانول، %74 افزایش یافت. همچنین، افزودن نانوذرات سیلیکا به غشای آمیخته‌ای SEPS/PU و تهیه غشای نانوکامپوزیتی SPES/PU/SiO2، موجب تشکیل پیوند کووالانسی میان این ذرات با گروه‌های سولفونیک اسید در SPES، پیوند هیدروژنی با گروه‌های قطبی در SPES و PU و نیز چسبندگی بیشتر میان فازها شد. در نتیجه، شکل‌شناسی غشای نانوکامپوزیتی با سازوکار کاهش حفره‌ها و فضاهای خالی اصلاح شد. در نهایت، رسانندگی غشای نانوکامپوزیتی نسبت به نمونه خالص SPES فقط با 11 و %8 افزایش به‌ترتیب در جذب آب و متانول، %53.13 افزایش یافت.http://jips.ippi.ac.ir/article_1682_33c96542d2e55a6bfc16c6dd8068fe53.pdfغشاپیل سوختیپلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشدهپلی‌یورتاننانوذرات سیلیکا |
| collection |
DOAJ |
| language |
fas |
| format |
Article |
| sources |
DOAJ |
| author |
یاسمین خسروی شادی حسن آجیلی محمدحسین مسلمین معصومه طباطبایی |
| spellingShingle |
یاسمین خسروی شادی حسن آجیلی محمدحسین مسلمین معصومه طباطبایی اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده علوم و تکنولوژی پلیمر غشا پیل سوختی پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده پلی‌یورتان نانوذرات سیلیکا |
| author_facet |
یاسمین خسروی شادی حسن آجیلی محمدحسین مسلمین معصومه طباطبایی |
| author_sort |
یاسمین خسروی |
| title |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| title_short |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| title_full |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| title_fullStr |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| title_full_unstemmed |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| title_sort |
اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده |
| publisher |
Iran Polymer and Petrochemical Institute |
| series |
علوم و تکنولوژی پلیمر |
| issn |
1016-3255 2008-0883 |
| publishDate |
2019-10-01 |
| description |
فرضیه: در سال‌های اخیر با توجه به کاهش منابع انرژی در دسترس، پیشرفت‌های شایان توجهی در زمینه مطالعه پیل‌های سوختی و به‌ویژه سلول‌های دارای متانول به‌عنوان منابع تأمین انرژی حاصل شده است. غشای الکترولیتی از اجزای مهم سلول‌های سوختی به‌شمار می‌آید که نقش انتقال پروتون و به‌دام انداختن متانول را ایفا می‌کند. غشای الکترولیتی باید پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی و نیز مقاومت مکانیکی زیادی را در شرایط عملیاتی داشته باشد. همچنین، رسانندگی پروتون زیاد برای عملکرد بهتر غشای پیل سوختی لازم است.روش‌ها: در این پژوهش، غشاهای جدید نانوکامپوزیتی به‌عنوان الکترولیت برای کاربرد در سلول‌های سوختی تهیه شدند. بدین منظور، دو نوع غشا شامل پلی‌اترسولفون سولفون‌دارشده (SPES) و آمیخته آن با پلی‌یورتان (PU) به‌عنوان غشاهای پایه انتخاب شدند. ابتدا، پلی‌اتر سولفون با استفاده از سولفونیک اسید، سولفون‌دار و با PU و(SPES/PU) آمیخته شد. سپس، نانوذرات سیلیکا با درصد‌های وزنی متفاوت (3، 5 و %8 وزنی) به غشای آمیخته‌ای (SPES/PU/SiO2) اضافه شدند. خواص غشاهای تهیه‌شده با آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو X، گرماوزن‌سنجی، جذب آب و متانول، اندازه‌گیری رسانندگی پروتون و میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. یافته‌ها: نتایج توزیع مناسب PU را در غشاهای تهیه‌شده نشان داد که دلیل آن تشکیل پیوندهای هیدروژنی میان گروه‌های قطبی SPES و PU بوده است. از این‌رو، رسانندگی غشاهای آمیخته‌ای با سازوکار افزایش قطبیت نسبت به نمونه‌های خالص بدون افزایش شدید در جذب آب و متانول، %74 افزایش یافت. همچنین، افزودن نانوذرات سیلیکا به غشای آمیخته‌ای SEPS/PU و تهیه غشای نانوکامپوزیتی SPES/PU/SiO2، موجب تشکیل پیوند کووالانسی میان این ذرات با گروه‌های سولفونیک اسید در SPES، پیوند هیدروژنی با گروه‌های قطبی در SPES و PU و نیز چسبندگی بیشتر میان فازها شد. در نتیجه، شکل‌شناسی غشای نانوکامپوزیتی با سازوکار کاهش حفره‌ها و فضاهای خالی اصلاح شد. در نهایت، رسانندگی غشای نانوکامپوزیتی نسبت به نمونه خالص SPES فقط با 11 و %8 افزایش به‌ترتیب در جذب آب و متانول، %53.13 افزایش یافت. |
| topic |
غشا پیل سوختی پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده پلی‌یورتان نانوذرات سیلیکا |
| url |
http://jips.ippi.ac.ir/article_1682_33c96542d2e55a6bfc16c6dd8068fe53.pdf |
| work_keys_str_mv |
AT yạsmynkẖsrwy ạtẖrạfzwdnplyywrtạnwnạnwdẖrạtsylyḵạbrkẖwạṣrsạnndgygẖsẖạyplyạtrswlfwnswlfwndạrsẖdh AT sẖạdyḥsnậjyly ạtẖrạfzwdnplyywrtạnwnạnwdẖrạtsylyḵạbrkẖwạṣrsạnndgygẖsẖạyplyạtrswlfwnswlfwndạrsẖdh AT mḥmdḥsynmslmyn ạtẖrạfzwdnplyywrtạnwnạnwdẖrạtsylyḵạbrkẖwạṣrsạnndgygẖsẖạyplyạtrswlfwnswlfwndạrsẖdh AT mʿṣwmhṭbạṭbạyy ạtẖrạfzwdnplyywrtạnwnạnwdẖrạtsylyḵạbrkẖwạṣrsạnndgygẖsẖạyplyạtrswlfwnswlfwndạrsẖdh |
| _version_ |
1717371506407768064 |