Protonus vadošu uz Nafion polimēra balstītu kompozītmateriālu sintēze un pētījumi izmantošanai degvielas šūnās

Abstract

Kurināmā elementi izraisa lielu interesi, jo ļauj pārveidot degvielu (piemēram, ūdeņradi, metanolu, metānu) bez Karno cikla ierobežojumiem, sasniedzot augstu lietderības koeficientu. Polimēru elektrolīts ļauj izveidot kurināmā elementu, kas strādā pie pietiekami zemām temperatūrām, optimālām izmantošanai portatīvo enerģijas avotu un autotransporta jomās. Izstrādājot šo darbu, uz protonus vadošā polimēra (Nafions) bāzes sintezēti jauni paraugi, pievienojot polimēram oksīdus, kas ļauj uzlabot materiāla spējas vadīt protonus pie paaugstinātām temperatūrām un relatīvā mitruma zem 100%. Tika veikti sintezēto materiālu fizikālķīmisko īpašību pētījumi, tādi kā: termogravimetrijas analīze, impedances spektroskopija, materiālu ūdens absorbcija un absorbcijas kinētika, ar mērķi noteikt, kāds no izgatavotajiem materiāliem ir labāks kā elektrolīts kurināmā elementos.

Fuel cells are in the focus of interest of society because of its ability to transfer fuel (e.g. hydrogen or methanol) without limitations of Carnot cycle and achieve high efficiency. Polymer electrolyte allows to produce low temperature fuel cell for portative or transport usage. In this work a research of samples based on Nafion polymer modified with oxides was made. This composition allows achieving good proton conductivity at high temperatures and relative humidity below 100%. Physiochemical properties of synthesized materials by the means of thermogravimetry, impedance spectroscopy, determination of water absorption and its kinetics were determined to define the best sample of synthesized materials.